基于抗裂性能的沥青混合料低温弯曲蠕变试验

采用KLM70#、KLM90#、KLM110#和科氏SBS(苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)改性沥青及AC-13、JW-13、Sup-13三种级配的混合料,分别进行低温弯曲蠕变试验来评价沥青混合料的低温抗裂性,评价指标为蠕变速率、应力水平,研究了老化及不同油石比对弯曲蠕变试验结果的影响。结果表明:就抗裂性而言,大标号沥青优于小标号沥青;细型密级配混合料优于粗型密级配混合料;加大油石比可提高抗裂性,但不宜过大。

改性沥青低温弯曲蠕变性能试验研究

本文通过低温弯曲蠕变试验(BBR试验),比较基质沥青、SBS改性沥青和多聚磷酸(PPA)/SBS复合改性沥青低温弯曲蠕变性能。得到不同温度下三种沥青的蠕变劲度S和蠕变速率m,分别从温度和改性剂两个方面研究三者的低温开裂性能,结果表明PPA/SBS复合改性沥青的低温性能较其他两种沥青强。又从PPA和SBS两种改性剂的改性机理入手,进一步分析PPA/SBS复合改性沥青的低温抗开裂性能。

BBR试验的沥青低温性能及粘弹性分析

采用低温小梁弯曲试验(BBR)对6种不同种类的沥青低温性能进行评价,利用时间温度等效原理获得了沥青的低温劲度模量主曲线,通过Burgers模型方程对BBR蠕变劲度曲线及其劲度模量主曲线进行拟合.结果表明:沥青的劲度模量衰减速度依赖于温度,温度越高、低温性能越好,劲度模量衰减速度越快,且在蠕变的起始阶段衰减最迅速;Burgers模型方程对BBR蠕变劲度曲线及劲度主曲线均具有较高的拟合程度;蠕变劲度曲线及劲度主曲线在拟合时首尾两端相对误差较大,中间段相对误差小,同时BBR试验劲度度曲线的拟合相对误差明显小于模量主曲线的相对误差.

加拿大改进的沥青弯曲梁流变试验(EBBR)介绍

沥青路面低温开裂破损现象非常普遍,目前国际上广泛采用SHRP提出的沥青弯曲梁流变试验(BBR)进行预防,但低温开裂现象仍然普遍存在。该文介绍加拿大安大略省基于BBR试验而成功研究和推广应用的改进弯曲梁流变试验(EBBR)方法,该方法致力于完全避免或减少沥青路面早期开裂或过量开裂问题。EBBR将BBR中的1个低温养护温度、1h养护时间及1个低温测试温度的试验方法进行了拓展,提出了2个低温养护温度、3个养护时间、2个低温测试温度的试验方案,除常规蠕变劲度及其变化率指标外,增加了低温等级损失指标来评价路面沥青的低温性能。该文重点介绍了EBBR与BBR方法的差异、试验方案、数据采集方法、数据计算分析方法、研究推广应用情况等。

基于弯曲梁流变试验和黏弹性理论评价沥青低温性能研究

通过对长期老化状态下的90#基质沥青、SBS改性沥青、极寒沥青和橡胶沥青在不同低温(-12,-18,-24和-30℃)条件下进行低温弯曲梁流变(BBR)试验,分析了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m随温度的变化规律;基于分数阶微分理论,证明了黏弹性材料的黏弹性行为分数阶演算,并采用分数阶导数黏弹性模型对沥青BBR蠕变劲度曲线进行拟合,确定了相关的模型参数和物理意义。同时,基于分数阶导数黏弹性模型构建了沥青低温蠕变劲度模量S和蠕变速率m之间的物理方程。结果表明,BBR试验了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m与温度的关系,由于沥青会发生玻璃化转变,在温度低于-18℃时,其4种沥青的蠕变劲度模量S和蠕变速率m往往会发生突变,不会呈现显著的线性变化;分数阶导数黏弹性模型能够更加精确地描述BBR试验中的沥青低温性能,模型参数A和分数阶导数阶次α具有物理意义。参数A表示沥青低温变形因子,参数A值越大4种沥青的低温抗裂性越好;分数阶导数阶次α表示沥青低温松弛因子,α值越大,4种沥青的沥青低温松弛能力越强,分数阶导数阶次α可较好地预估沥青的低温蠕变速率m;基于分数阶导数黏弹性模型,沥青低温蠕变劲度模量S和蠕变速率m之间的物理方程可以采用蠕变柔量速率J′(t)表征,并通过增大模型参数分数阶导数阶次α,可以得到更大的蠕变柔量速率J′(t),以提高沥青低温抗裂性能,故蠕变柔量速率J′(t)是一种能够很好地表征沥青低温性能的指标。

沥青弯曲蠕变劲度试验介绍

在寒冷地区,沥青低温开裂问题尤为普遍,为此SHRP计划通过沥青弯曲蠕变劲度(BBR)试验进行控制沥青在低温环境下的性能。该文重点介绍沥青弯曲蠕变劲度试验原理、试验方法,并通过试验案例,用数据简单直接的表明弯曲梁流变仪蠕变劲度S和蠕变速率m值,进而进行沥青低温性能评价。

基于BBR与延度试验沥青低温性能对比研究

延度试验和BBR弯曲梁蠕变试验同时作为评价沥青低温性能的指标,两者得到的试验结果都是正确且具有参考价值的,但是两者试验结果存在不符合的情况。设想延度试验和BBR弯曲梁蠕变试验的试验结果存在某种逻辑关系,通过BBR弯曲梁蠕变试验与延度试验对不同沥青低温性能对比研究,分析试验结果的关系,得出两者试验同种沥青相对低温性能表现存在较大差异甚至结果相反的现象。进一步分析得到影响延度试验与BBR试验结果关系的深层因素,是由于不同沥青蠕变劲度模量变化率m、两者试验原理和加载形式,以及延度试验的塑性模型与BBR沥青梁线黏弹型模型及模型受力状态的不同导致了评价的差异。

30^#硬质沥青及其混合料低温性能试验研究

通过对硬质沥青(AH-30#)、重交沥青(AH-70#)、SBS改性沥青进行BBR试验,对比研究了30#硬质沥青的低温性能;并通过对4种不同的沥青混合料进行低温弯曲试验和直接拉伸试验,分析了30#硬质沥青混合料的低温抗裂性能。结果表明:硬质沥青混合料适用于河南省沥青路面的中下面层铺装。

沥青稳定碎石基层混合料低温抗裂性能试验研究

本文采用弯曲试验和低温弯曲蠕变试验,针对3种典型级配的沥青稳定碎石基层混合料,进行了低温抗裂性能检验。分析表明:应变能密度临界值指标评价沥青混合料的低温抗裂性能更加科学;沥青稳定碎石矿质混合料级配对低温抗裂性影响较大,级配偏上限有较好的低温抗裂性能。

RET改性沥青高低温性能试验分析

采用沥青3大指标试验、DSR试验和BBR试验比较不同掺量RET改性剂的改性沥青技术性能,对RET改性沥青混合料进行高温车辙试验和低温小梁3点弯曲试验,验证RET改性剂对沥青高、低温性能的影响作用。试验结果表明:RET改性剂掺入沥青后,25℃针入度值降低,软化点和5℃延度值均有所增加;RET改性沥青的高温临界温度和沥青混合料动稳定度值均随着RET掺量的增加而提高;随着RET掺量增加,改性沥青蠕变劲度降低、蠕变曲线斜率增加,且混合料的弯曲应变能密度也会不断增加。

不同标号沥青的弯曲梁流变试验对比分析研究

使用沥青进行弯曲梁流变试验的方法,来对中海油泰州牌的3种不同标号沥青进行低温性能对比分析,根据河南省的气候条件,3种沥青均可直接作为沥青结合料,BBR试验比较科学地反映沥青材料的粘弹性,对工程设计中沥青等级的确定和品质的验证有较好的指导性。

硫磺粉对SBS改性沥青及其混合料低温性能的影响

通过弯曲梁流变试验(BBR)和半圆弯拉试验(SCB),以硫磺粉为稳定剂,对不同稳定剂掺量的SBS改性沥青进行了低温性能研究。结果表明:适量的硫磺粉改善了SBS聚合物与基质沥青的相容性,沥青的低温延展性提高;加入适量硫磺粉可提高星型SBS沥青混合料的低温抗裂性能,略微提升线型SBS沥青混合料的低温抗裂性能。

纤维沥青混合料的低温抗裂性能

从不同纤维的微观特性和纤维沥青胶浆的沉锤试验出发 ,通过 3种级配的纤维沥青混合料低温弯曲蠕变试验 ,分析了纤维和级配对沥青混合料低温抗裂性能的影响 ,并从复合材料角度对纤维的加强和改善作用机理进行了剖析 .结果表明 ,纤维的加入可明显提高沥青混合料的低温抗裂性能 。

考虑老化的沥青混合料低温性能

针对现行规范中沥青混合料低温性能评价方法的不足,分别将基质沥青混合料和改性沥青混合料在不同条件下进行老化,分析了短期老化和长期老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响.试验结果表明,长期老化对混合料低温抗裂性能影响显著.而实际使用过程中,沥青路面的低温开裂主要发生在沥青路面已经老化的后期,为了更好体现服务期内沥青路面的低温抗裂性能,建议增加长期老化后的沥青混合料进行低温抗裂性能评价并提出了考虑长期老化的沥青混合料低温抗裂性能的评价方法.

TB胶粉复合SBS改性沥青及混合料的低温性能

通过小梁弯曲蠕变试验(BBR)以及半圆弯拉试验(SCB),对不同TB胶粉掺量和苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺量的TB胶粉复合SBS改性沥青及其混合料的低温性能进行研究,并对其低温性能指标进行相关性分析.结果表明:与基质沥青相比,TB胶粉改性沥青具有优异的低温性能,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温PG分级温度下降,沥青低温应力变小,混合料低温抗裂性增强;TB胶粉复合3%SBS改性沥青及其混合料的低温性能高于基质沥青,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温性能改善效果较为显著,但低于相应掺量的TB胶粉改性沥青;随着SBS掺量的增加,10%TB胶粉复合SBS改性沥青的低温性能变化不明显,混合料的低温抗裂性变差;TB胶粉改性沥青的低温PG分级可以很好地反映沥青及其混合料的低温性能,而TB胶粉复合SBS改性沥青不能通过单一的PG分级来评价其低温性能,需要结合其他指标共同评价.

多聚磷酸SBS复合改性沥青混合料低温流变特性及本构关系研究

基于小梁弯曲蠕变试验和直接拉伸应力松弛试验,采用蠕变速率、松弛时间、松弛模量等流变学指标,对比分析了在不同低温条件下,多聚磷酸(PPA)-SBS复合改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料的低温流变特性,同时结合损伤力学和黏弹性力学理论,建立了蠕变损伤模型与六单元广义Maxwell应力松弛模型.结果表明:不同低温条件下,PPA-SBS复合改性沥青混合料进入蠕变稳定期的时间早于SBS改性沥青混合料,其累积变形量和蠕变速率均大于SBS改性沥青混合料;以Burgers模型为基础,结合损伤力学建立的蠕变损伤模型能够较好地反映蠕变损伤3阶段的变形特性;10℃时2种沥青混合料的应力松弛能力几乎相同,而0、-10、-20℃时PPA-SBS复合改性沥青混合料的应力松弛能力要优于SBS改性沥青混合料,且温度越低效果越明显;采用六单元广义Maxwell模型能够较好地描述低温条件下的沥青混合料应力松弛特性.

掺TPS添加剂排水性沥青混合料的低温性能研究

对掺Tafpack Supe(rTPS)高黏度沥青添加剂排水性沥青混合料的低温脆化温度点、弯拉强度-应变包络图和三点弯曲蠕变速率进行了测试,同时与SBS改性沥青排水混合料的低温性能对比。结果表明,TPS对排水性沥青混合料的脆化点温度影响较小,但随着TPS掺量的增加,混合料在低温脆化点的抗弯拉强度显著增强;TPS能显著提高排水性沥青混合料的低温抗裂性能。随着TPS掺量的增加,0℃时三点弯曲蠕变速率有所增加。综合分析表明,掺加TPS高黏度沥青添加剂排水性沥青混合料的低温性能可以得到一定改善,但SBS改性沥青混合料仍具有最佳的低温抗裂性能。

再生沥青混合料低温性能评价分析

论文运用劈裂试验和低温弯曲蠕变试验、采用对比分析法研究了再生沥青混合料的低温性能。试验结果表明,再生沥青混合料的低温性能较全新沥青混合料略差,但相差不大,可以满足使用要求。

填料型硅藻土改性沥青胶浆试验研究

通过常规指标试验和SHRP规范中的高温动态剪切(DSR)试验、低温弯曲蠕变(BBR)试验对不同类型硅藻土的硅藻土改性沥青胶浆的路用性能进行了研究,提出路用硅藻土技术指标。

GTM沥青混合料低温性能影响因素研究

论述了以GTM设计的AC-16C改性沥青混合料为基础,在级配、油石比、粉油比变化的条件下,分别对混合料进行低温弯曲破坏试验。试验结果表明,对于沥青混合料的低温抗裂性能,4.75mm通过率、油石比、粉油比均存在最佳值。采用BBR试验进一步分析消石灰及水泥对胶泥低温性质的影响时发现,以部分水泥替代矿粉有利于提高沥青胶泥的低温性能。研究结论对道路沥青混合料配合比设计和施工控制具有一定的参考价值。