生物结合料共混沥青的路用性能试验研究

为寻求石油沥青的替代产品,以生物结合料为原料,采用高速剪切法制备了不同质量共混比例(0%、5%、10%、15%、20%)的生物沥青共混物,通过沥青三大常规指标试验、DSR试验、BBR试验和重复蠕变恢复等试验进行了路用性能的综合评价。结果表明:生物结合料强度和高温性能存在不足,共混后将导致生物沥青的车辙因子G*/sinδ、软化点和蠕变劲度Gv等抗车辙性能指标下降;中等温度疲劳性能介于SBS改性沥青和基质沥青之间,共混后SBS改性沥青疲劳因子G*·sinδ有所降低,而生物基质沥青疲劳因子升高;同时,生物结合料能显著地提高沥青的低温抗裂性,表现为随着生物结合料增加,BBR试验的蠕变劲度S值减小和m值增加。

短期老化对橡胶粉改性沥青流变性能的影响

为探究短期老化作用对橡胶粉(CR)改性沥青性能的影响,针对经旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)老化前后的CR改性沥青,进行动态剪切流变实验(DSR)和重复蠕变恢复实验(RCRT)得出相应流变参数,并结合扫描电子显微镜(SEM)从细观的角度观察沥青内部结构变化及其对沥青流变性能的影响。结果表明:老化作用引起沥青组分的变化,使沥青表现出硬化现象;老化作用对CR改性沥青的变形恢复能力和变形影响随温度升高而减小;老化作用和温度的影响大于应力对其影响;随温度的升高,老化作用对CR改性沥青流变性能影响变弱。

沥青胶结料高温性能试验方法的评价

介绍了两种评价沥青高温性能的方法:动态剪切流变试验(DSR)和重复蠕变试验。测试了10种沥青的车辙因子和蠕变参数。通过混合料高温车辙试验和沥青流变分析,比较了两种试验方法在评价沥青胶结料高温性能方面的适用范围和有效性。分析结果表明:车辙因子在评价基质沥青时具有较高的准确性,但不是评价改性沥青高温性能的最佳选择;而重复蠕变试验可以作为动态剪切试验的补充,能够较准确地判定基质沥青和改性沥青的抗车辙能力。

基于不同基质沥青的多聚磷酸复配SBS改性沥青性能评价

以镇海,埃索,SK三种90#基质沥青为原料,分别掺入多聚磷酸(PPA)、聚合物SBS两种改性剂,采用高速剪切法在室内制备多种复配改性沥青材料。通过常规指标测试、重复蠕变试验、疲劳性能分析、粘度试验,对不同掺量复合改性沥青的路用性能进行评价,从而确定改性剂的最佳掺量,并选择适用于复合改性沥青生产的基质沥青。结果表明:PPA的掺入使得改性沥青温度敏感性降低,高温性能以及抗疲劳性能显著提高;PPA的最佳掺量为1%,此时复合改性沥青的性能达到最优;适用于掺入PPA进行改性的基质沥青为SK90#最优,埃索90#次之,镇海90#最差;SK90#基质沥青掺入3.5%SBS和1%的PPA所复配的改性沥青经济效益较普通SBS改性沥青更为优异。

基于重复蠕变试验的阻燃沥青胶浆高温性能

采用重复蠕变试验,利用Burgers模型对各沥青胶浆的蠕变过程进行模拟,从胶浆的蠕变劲度黏性成分Gv、累积应变γacc和蠕变柔量等方面分析了不同阻燃沥青胶浆的高温性能表现。结果表明:纤维和复合阻燃剂的加入均会增大阻燃沥青胶浆的Gv并降低γacc,3种复配比例的阻燃沥青胶浆中M-FR1和M-FR2的Gv值相等且最大;而MFR1沥青胶浆的γacc最小;其次是M-FR2。这两种阻燃沥青胶浆高温性能均要优于常规掺量下的木质素纤维沥青胶浆。蠕变柔量分析结果表明,M-FR2阻燃沥青胶浆的瞬时弹性变形柔量JE和延迟弹性变形柔量JC占总柔量的百分比之和最大,高温抗变形能力最强。综合各阻燃沥青胶浆的蠕变力学特性,推荐复合阻燃材料的最优复配比例为15%矿物纤维+6%复合阻燃剂(即M-FR2)。

高温重载条件下沥青混合料的蠕变试验研究

在4种应力水平、3种温度水平和2种空隙率水平下进行了沥青混合料的重复加载动态蠕变试验,得出了其永久变形与荷载作用次数关系曲线及竖向和横向流动数、竖向塑性应变、竖向塑性弹性应变比等永久变形参数.研究表明,重载车辆对沥青路面产生的高接触应力加剧了其横向流动失稳变形的发展,加速了车辙的产生;车辆轴载增大对沥青路面产生车辙的影响要大于温度变化的影响.

短期老化对胶粉改性沥青高温性能的影响

为了研究短期老化对胶粉改性沥青高温性能的影响,采用薄膜烘箱试验(TFOT)对胶粉改性沥青进行老化,通过动态剪切流变试验(DSR)、重复蠕变恢复试验(RCRT),从流变性角度分析了不同老化因素对胶粉改性沥青性能的影响,并结合扫描电镜(SEM)从微观层面对沥青及胶粉老化前后的表观形貌进行分析。结果表明,老化作用使得胶粉改性沥青G*提高、tanδ减小、沥青的高温抗变形能力提高,而老化温度与老化时间的提高则促进了沥青老化程度的加深;老化过程中胶粉仍存在强烈的溶胀与降解反应,两种作用共同促进了胶粉改性沥青的180℃特殊流变性;老化作用使得胶粉改性沥青(εP/εL)减小、沥青变形恢复能力提高,相比于老化温度,老化时间对胶粉改性沥青变形恢复能力的影响更为显著;沥青中的胶粉受老化影响较小,从而使沥青保持较好的弹性。

多聚磷酸/SBS复合改性沥青的高温流变特性

为了研究多聚磷酸(PPA)/SBS复合改性沥青的高温流变特性,利用动态剪切流变仪(DSR)对四种不同掺量的PPA/SBS复合改性沥青及SBS改性沥青进行重复蠕变恢复试验(RCRT)。结果表明:PPA/SBS复合改性沥青变形恢复能力不受加载循环次数与应力水平的影响,但受温度的影响,其在蠕变阶段主要发生黏性流动变形,且卸载后黏性变形不可恢复;PPA/SBS复合改性沥青的累积应变随温度、应力水平和荷载作用次数的增加显著增大,特别是温度和应力水平对改性沥青累积应变的影响较大;在温度和应力水平相同的条件下,复合改性沥青中PPA 1%+SBS 3%的改性沥青蠕变劲度的黏性部分G v值最大,具有最好的高温抗变形能力。

基于重复蠕变恢复试验的化学改性沥青高温性能

为了探究多聚磷酸(PPA)和反应型三元共聚物(RET)改性沥青的高温流变行为,基于重复蠕变恢复试验,深入研究基质沥青、PPA改性沥青、RET改性沥青及SBS改性沥青在不同加载应力及温度条件下黏弹性响应的变化规律,从温度、应力等方面对改性沥青的延迟弹性进行分析,并将PPA,RET与SBS等3种改性沥青的高温性能进行比较,更加客观地评价PPA和RET两种化学改性沥青的高温性能.采用Burgers模型对试验数据进行拟合,分析了蠕变劲度黏性成分与混合料车辙试验动稳定度的相关关系.结果表明:PPA和RET的加入可显著改善沥青的高温抗变形能力,提高路面的抗车辙性能.

沥青高温性能指标评价

对 4种沥青 ( 1种常规沥青和 3种改性沥青 )进行了 2 5℃针入度、环球软化点、6 0℃粘度、高温下的标准动态剪切以及重复蠕变试验 ,对 5个指标的试验结果特别是改性沥青重复蠕变试验结果进行了分析评价 ,最后由相应的沥青混合料车辙试验对上述指标进行了验证。验证结果表明 ,由重复蠕变试验结果得到的沥青蠕变劲度的粘性成分 Eν与相应的混合料车辙试验结果的排序一致。

钢桥面复合铺装结构永久变形预估

针对浇注式与环氧沥青混凝土两种铺装材料组成的5类铺装结构,采用恒高度剪切疲劳试验对铺装材料的流变特性进行试验研究,根据试验结果,利用多元非线性回归方法获得基于Bailey Norton模型的铺装材料高温蠕变参数;而后,建立正交异性钢桥面铺装复合结构有限元模型,仿真模拟60℃下铺装的永久变形;最后,利用等厚度修正的车辙试验对5类铺装结构的永久变形仿真结果进行了试验验证.研究表明:浇注与环氧组成的异性铺装结构中,铺装永久变形贡献率大部分是浇注式沥青混凝土,而环氧沥青混凝土的贡献率很小;浇注或环氧组成的双层同质铺装结构中,铺装车辙变形主要发生在上面层.研究内容为钢桥面铺装结构与材料的高温变形设计提供理论支撑.

高温条件下SBS改性沥青重复蠕变恢复试验研究

应用重复蠕变恢复试验,改变加载次数、温度、应力水平等试验条件,分析比较了基质沥青和3种SBS改性沥青在高温条件下的黏弹性能变化规律。结果表明:随着温度的升高,沥青蠕变劲度的黏性成分Gv明显减小;在有限样本条件下,沥青低应力水平的Gv值与同温度SHRP指标G*/sinδ具有很好的相关性;SBS改性沥青的线黏弹范围小于基质沥青;SBS改性沥青在线性和非线性区域的高温性能存在差异,只有根据实际路面的受力特点选择合适的指标才能得到准确的评价结果。

基于蠕变与松弛试验的再生沥青混合料高低温性能研究

再生沥青混合料中因含有沥青混合料回收料(RAP)和再生剂,其高低温性能往往难以控制或评价。为此,利用三轴重复压缩蠕变试验和直接拉伸松弛试验测定了不同混合料的高温指标(永久变形ε_(p)与其对应的流变次数F_(N))和低温指标(松弛时间t_(s)),进而分析了不同RAP掺量(20%,30%,50%)、油石比和再生剂掺量对再生沥青混合料高温蠕变和低温松弛性能的影响。结果表明:采用ε_(p)/F_(N)和t_(s)可以分别有效评价再生沥青混合料的高温蠕变和低温松弛性能。对于高温蠕变性能而言,当再生剂掺量和油石比一定时,随着RAP掺量的增大,再生沥青混合料的ε_(p)/F_(N)减小,即高温蠕变性能变好,当RAP掺量一定时,高温蠕变性能则随着再生剂掺量或油石比的增大而变差;对于低温性能而言,当再生剂掺量和油石比一定时,随着RAP掺量的增大,再生沥青混合料的t_(s)增大,即低温松弛性能变差,当RAP掺量一定时,低温松弛性能则随着再生剂掺量或油石比的增大而变好,且RAP掺量越大,再生剂和原样沥青对低温松弛性能的改善效果越明显。此外,由ε_(p)/F_(N)和t_(s)这2个指标的变化值可知,再生剂比原样沥青具有更好的再生效果。研究结果可为再生沥青混合料的耐久性能改善、生产和应用提供参考。

短期老化作用下聚合物改性沥青重复蠕变恢复性能对比研究

应用重复蠕变恢复试验对橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青(CRMA)以及经过短期老化作用的橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青的高温性能进行评价。结果表明:橡胶粉改性沥青相对SBS改性沥青具有较好的高温抗变形能力以及高温变形恢复能力;短期老化作用在高温时对SBS改性沥青的抗变形能力和变形恢复能力有较大影响;压强对改性沥青的蠕变劲度的粘性成分G_v影响较小,温度对改性沥青的蠕变劲度的粘性成分G_v指标影响较大。

高模量沥青混合料抗剪性能试验研究

针对沥青混凝土路面的车辙问题,通过马歇尔试验、车辙试验和三轴重复荷载蠕变试验,对比研究了SAC20级配的采用硬质沥青A-30、普通重交沥青A-70及SBS改性沥青3种不同沥青的沥青混合料高温稳定性,分析了沥青类型对沥青混合料抗车辙能力的影响.试验结果表明,采用硬质沥青A-30的沥青混合料具有良好的抗车辙能力.

基于动态力学分析S/B比对SBS改性沥青的影响(英文)

为了检验SBS聚合物改性剂中的嵌段比S/B对改性沥青的影响,在实验室用不同的S/B比的SBS改性剂与基质沥青配伍,对获得的试样进行动态力学性能测试。通过试验发现由于SBS中存在的聚丁二烯(B)和聚苯乙烯(S)的两相分离结构,不同的S/B比对基质沥青的改性有明显的不同。在保证其他条件一致的情况下,为了更好地利用改性沥青,提出了沥青路面可以针对不同的铺筑需要有目的地选用不同S/B制备的改性沥青。

改性乳化沥青冷再生混合料高温性能研究

为了扩大冷再生混合料的应用范围,对比SBR改性乳化沥青冷再生混合料和普通乳化沥青冷再生混合料的高温性能,采用多序列重复加载动态蠕变试验,基于comsol模拟的芜合高速路面结构实际温度场,从复合平均应变率、复合蠕变刚度模量评价指标和蠕变曲线来评价乳化沥青冷再生混合料高温性能.研究结果表明:SBR改性后的改性乳化沥青冷再生混合料的复合蠕变速率与两种热料接近,远小于普通乳化沥青的3.52με/次,改性乳化沥青冷再生混合料具有良好的抗车辙性能;在整体结构中,改性乳化沥青冷再生混合料作为中面层,具有很好的抗变形能力;改性与普通冷再生混合料作为下面层也有较好的高温稳定性.

橡胶沥青高温性能对比研究

为了对比研究橡胶沥青的高温性能,通过动态剪切流变试验和重复蠕变试验测试了现场湿法橡胶沥青、资源集约型橡胶沥青和SBS改性沥青的高温流变性能。根据试验结果,分别采用车辙因子和重复蠕变试验中的Burgers模型黏性部分、累积变形增长率、累积变形、残留变形百分率评价沥青胶结料的高温性能。试验表明橡胶沥青的高温性能均优于SBS改性沥青;资源集约型橡胶沥青的高温性能优于现场湿拌橡胶沥青。此外,采用重复蠕变试验指标更能有效评价橡胶沥青的高温性能。

Rheological Behavior of Basalt Fiber Reinforced Asphalt Mastic

The characters of basalt fiber are analyzed and compared with commonly used fibers. The rheological behaviors of the basalt fiber reinforced asphalt mastic are investigated by the dynamic shear rheological tests and the repeated creep tests. The results show that basalt fiber has excellent reinforced performances, such as high asphalt absorption ratio, low water absorption ratio, high tensile strength, high elastic modulus and high temperature stability. The rutting factor of the fiber reinforced asphalt mastic is higher than the plain asphalt mastic and the reinforced effects are more remarkable under high temperature. The rheological performances of the asphalt mastic demonstrate a good linear relationship between different temperature and loading frequency. The creep stiffness modulus of the asphalt mastic at different loading time can be expressed by power function. Improved Burgers model is used to represent the rheological behaviors of the asphalt mastic with basalt fiber and the model parameters are estimated.

三轴重复加载永久变形试验研究

考虑沥青混合料在不同温度条件下的车辙情况,充分模拟路面的实际受力情况,进行四种不同级配沥青混合料(分别为GAC-13、GAC-20、GAC-25和ATB-25)三轴重复加载永久变形试验,分析和研究沥青混合料在标准轴载0.7MPa与不同温度水平作用下的流动变形特性,并将三轴试验与车辙试验的结果进行比较。目的在于提出能够有效评价沥青混合料高温性能的指标。