冷再生用乳化沥青残留物的流变特性

为深入认识冷再生用乳化沥青材料特性及其残留物作用机制,采用动态剪切流变试验和重复蠕变试验,在高温蒸发方式和低温蒸发方式两种不同条件下制备乳化沥青残留物。并通过变化乳化剂种类、用量以及添加改性剂方式改变材料组成,结合方差分析,探析不同材料组成及制备方法对乳化沥青残留物流变性能的影响。试验结果表明:乳化剂种类、用量及制备方式对乳化沥青残留物高温流变性能有显著影响;残留物车辙因子与温度呈幂函数关系,高温蒸发下改性乳化沥青残留物车辙因子变化特征与普通乳化沥青残留物存在明显差异,而低温蒸发条件下变化特征与普通乳化沥青残留物相一致,高温蒸发条件会降低乳化沥青残留物PG分级温度;高温蒸发条件下改性乳化沥青残留物第1 s加载阶段表现为非规则曲线变化特征的粘弹性流体特性,这与低温蒸发条件下改性乳化沥青残留物的流变特性并不一致;普通乳化沥青残留物同一蒸发条件下采用车辙因子与蠕变柔量评价其高温性能具有良好的一致性。本研究提出改性乳化沥青残留物获取应采用低温蒸发方法,高温性能评价指标应采用蠕变柔量。

基于乳化沥青残留物胶浆路用性能的填料性质评价

为研究矿物填料各项理化指标对乳化沥青残留物胶浆路用性能的影响及与流变指标的关联度,对粉胶比为1.0条件下6种乳化沥青残留物胶浆利用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪及压力老化仪,通过多应力重复蠕变试验、弯曲梁流变试验及疲劳加载评价其高、低温性能和疲劳性能,并对表征路用性能的流变指标与矿粉理化指标进行灰色关联分析.结果表明,不同类型残留物胶浆的平均变形恢复率均表现出较高的应力敏感性,不可恢复蠕变柔量的应力敏感性在不同类型残留物胶浆之间差别较大;矿粉密度、亲水系数及表征较小粒径的指标(P20、D10)与残留物胶浆路用性能有着较高的关联度,建议以上述指标作为乳化沥青混合料所用矿粉的质量控制指标.

基于高低温与疲劳性能的乳化沥青残留物胶浆流变特性研究

为了研究矿粉的加入对乳化沥青残留物路用性能影响的特点及规律,利用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪以及压力老化仪分别对原样乳化沥青残留物及其各粉胶比条件下组成的胶浆,通过温度扫描、频率扫描、多应力重复蠕变试验、弯曲梁流变试验以及疲劳加载评价其高低温及疲劳性能。结果表明:高温条件下,矿粉的加入使得乳化沥青残留物粘性分量更明显,黏度应作为评价其性能的重要指标;低温条件下,温度下降一个等级(6℃)与保持温度不变将粉胶比由0.6提升为1.4对胶浆的劲度模量影响相当;矿粉的加入使得乳化沥青残留物疲劳点提前出现并且会加剧裂纹损伤在材料内部的扩展速度。

乳化沥青残留物获取方法对比研究

文章对比分析了国内外乳化沥青残留物不同的获取方法,结果表明:与其他获取沥青残留物的方法相比,低温蒸发法能够最大程度地避免高温给乳化沥青性能检测带来的影响;建议针对不同类型、不同乳化剂的样品,应当设置不同的低温蒸发温度和蒸发时间,同时为了减少蒸发时间,建议采用破乳剂以快速获取乳化沥青残留物。

乳化沥青残留物疲劳特性评价的影响因素与机理分析

基于简化黏弹性连续介质损伤(S-VECD)理论研究了乳化沥青残留物应力应变响应特征、疲劳损伤特性与疲劳寿命预估,通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等微观手段分析了乳化沥青残留物相态结构、共混改性以及疲劳损伤的影响机理。研究结果表明:普通乳化沥青残留物的损伤曲线存在交错现象,添加改性剂使得损伤曲线不再产生交错,提升了乳化沥青残留物的疲劳性能,SBR改性剂的改善效果更为显著;改性乳化沥青残留物在EN、ASTM蒸发方式下的损伤曲线较DHM蒸发方式下更平缓,表现出EN、ASTM蒸发方式下的残留物抵抗损伤能力更强;从疲劳寿命提升幅度上看,不同蒸发方式制备的普通乳化沥青残留物的最大疲劳寿命较最小疲劳寿命提升56.9%,而SBS、SBR改性乳化沥青残留物分别提升179.1%和67.8%,表明蒸发方式对改性乳化沥青残留物的巨大影响,且DHM蒸发方式下改性乳化沥青残留物的疲劳寿命均最小;添加改性剂和改变蒸发方式会引起官能团含量、胶体结构和微观粗糙度的变化;DHM蒸发方式更易使得改性乳化沥青残留物发生氧化作用,并且促使更多的沥青质的产生,使得胶团的胶溶性降低,凝胶化增强,导致乳化沥青残留物的疲劳性能降低,影响疲劳性能的评估结果;原子力显微镜试验表明通过DHM蒸发方法制备的改性乳化沥青残留物,分子结构中O^(2-)和H^(+)发生了交换缩合反应,可能产生了化学胶结结构,进而影响了乳化沥青残留物疲劳性能的准确表征与评价。