基于多应力蠕变回复试验的沥青结合料高温性能评价

为了更好地评价沥青结合料的高温路用性能,基于动态剪切流变仪(DSR)的应用,选用基质沥青和SBS改性沥青,在通过震荡试验确定沥青PG高温等级的基础上,采用多应力蠕变回复(MSCR)试验对比分析和评价了沥青结合料的高温抗车辙性能.结果表明,现有规范中的震荡试验得到的车辙因子指标G*/sinδ可以很好地评价基质沥青的高温性能(不适用于改性沥青);而MSCR试验得到的回复率R能很好地表征改性沥青的延迟弹性,蠕变柔量J nr则可以考虑取代车辙因子作为沥青结合料高温性能评价的新指标.此外,SBS改性沥青的应力敏感性问题比基质沥青更为显著.

基于多应力蠕变恢复试验的改性沥青高温性能研究

为了研究改性沥青在高温条件下的粘弹性能,选择3种改性沥青在不同温度下进行多应力蠕变恢复试验(MSCR)。采用Superpave性能规范的最新指标对3种改性沥青的高温性能进行评价。结果表明:在0.1 kPa时,PE改性沥青的平均恢复率R100最大,并且不随温度发生较大改变;随着温度的升高,SBS、GTR改性沥青平均恢复率减小;在3.2 kPa时,3种改性沥青的平均恢复率R3200较为接近;比较两种应力条件下的结果,在64℃、70℃时,PE改性沥青由于应力增大,平均恢复率显著下降,平均不可恢复蠕变柔量Jnr显著增大;因此,有必要考虑较大应力对改性沥青性能的影响。本试验结果与弹性恢复试验结果一致,可以考虑用MSCR代替弹性恢复试验。由于采用了较大应力的加载方式以及平均恢复率、平均不可恢复蠕变柔量等评价指标,MSCR能全面评价改性沥青的性能。

基于多应力蠕变恢复试验的温拌沥青高温性能

选择Evotherm^3G和EC120两种温拌剂加入基质沥青和SBS改性沥青中,配制温拌沥青.采用多应力蠕变恢复试验,对短期老化前后温拌沥青的高温性能进行评价.结果表明:两种温拌剂对沥青高温性能的影响表现出明显的差异性;Evotherm^3G温拌剂增加了沥青的应变,降低了沥青的蠕变恢复率,提高了沥青不可恢复蠕变柔量;EC120温拌剂降低了沥青的应变,提高了沥青的蠕变恢复率,降低了沥青不可恢复蠕变柔量;EC120比Evotherm^3G更能提升沥青的高温性能,但两种温拌剂均能不同程度地提高沥青的应力敏感性;短期老化提高了基质沥青的高温性能,但对改性沥青高温性能有所削弱.

基于多应力重复蠕变恢复试验的活性橡胶改性沥青胶结料高温性能评价

为研究活性橡胶添加剂对沥青胶结料高温性能影响的变化规律,该文通过多应力重复蠕变恢复试验,并结合传统的沥青高温评价指标,对掺加活性橡胶的沥青胶结料进行高温性能评价。研究结果表明:活性橡胶能够显著提高基质沥青的软化点和60℃动力黏度;降低沥青胶结料的不可恢复蠕变柔量Jnr,提高平均应变恢复率R;活性橡胶能够显著提高基质沥青的高温性能,不可恢复蠕变柔量Jnr、平均应变恢复率R与沥青的高温性能相关性较好,多应力重复蠕变恢复试验能较好地评价沥青胶结料的高温性能。

基于改进MSCR试验的胶粉SBS复合改性沥青高温蠕变恢复特性研究

为更准确地评价胶粉SBS复合改性沥青的高温性能,对现有多应力蠕变恢复试验(MSCR)进行改进。制备胶粉掺量为6%、9%、12%、15%和18%的复合改性沥青,对其进行了改进的MSCR试验,分析了复合改性沥青在不同应力水平下的不可恢复蠕变柔量(Jnr)和蠕变恢复率(R)指标,研究了复合改性沥青的应力敏感性。试验结果表明:胶粉的掺入提升了SBS改性沥青的高温性能;较高的应力水平(12.8 kPa)可以更为准确地评价其高温性能;J(nr, slope(12.8-0.1))是评价复合改性沥青的应力敏感性的合理指标,复合改性沥青在高应力下仍然有较好的高温性能;胶粉掺量大于12%时,复合改性沥青在高应力下的黏弹性恢复性能较好,具备重载交通下抵抗车辙的能力。

基于MSCR试验的温拌阻燃沥青高温性能评价与分级

本研究利用70号道路石油沥青和SBS改性沥青,将温拌剂(Sasobit)、氢氧化铝(ATH)和有机蒙脱土(OMMT)与沥青复配,制备成三种不同阻燃剂掺量(质量分数)的温拌阻燃沥青,采用多应力蠕变恢复(MSCR)试验开展对温拌阻燃沥青高温性能的评价。分别对温拌阻燃沥青在60℃下的应变变化、蠕变恢复率(R)、不可恢复蠕变柔量(J_(nr))及其相应应力敏感性指标(R_(diff)、J_(nrdiff))进行分析,并依据AASHTO M 332-20标准对不同阻燃剂掺量的温拌阻燃沥青进行交通分级。结果表明:随着阻燃剂掺量的提高,两种类型沥青的应变值减小,J_(nr)值呈减小趋势,R值呈增大趋势;阻燃剂掺量较低时,提高其掺量对沥青结合料的高温性能改善效果更加明显;温拌阻燃沥青(道路石油沥青)的J_(nr3.2)值不满足AASHTO标准中“≤4.5”的要求。温拌阻燃沥青的J_(nrdiff)值均能满足AASHTO标准中“≤75%”的要求。温拌阻燃沥青(道路石油沥青)未达到标准交通要求而无法分级,温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)在4%阻燃剂掺量下达到特重交通的标准,在8%、12%掺量下达到极重交通的标准,因此温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)的高温性能更好。基于对温拌阻燃沥青蠕变力学指标、高温交通分级和经济性的综合考虑,推荐复配阻燃剂(ATH、OMMT的质量比为3∶1)的最佳掺量为8%。

基于MSCR试验的生物沥青高温性能评价

通过高温分级试验和多应力蠕变恢复试验,研究了不同生物质重油掺量及温度下生物沥青的PG高温分级、不可恢复蠕变柔量、蠕变恢复率和应力敏感性,对比分析了基于AASHTO MP 19标准的生物沥青高温性能分级,并采用车辙试验验证了生物沥青混合料的高温性能.结果表明:综合等车辙因子临界温度对生物沥青的原样沥青的等级划分效果明显;生物沥青的恢复率较基质沥青和S100沥青大,蠕变柔量较基质沥青和S100沥青小;生物沥青的不可恢复蠕变柔量和蠕变恢复率应力敏感性随生物质重油掺量的变化不呈现明显规律,但应力敏感性随温度的升高而增大;64℃可作为低掺量生物沥青高温分级的基准温度.

基于不同试验方法的沥青高温性能评价

为研究沥青材料的高温性能,利用动态剪切流变试验和多应力蠕变恢复试验的方法,选用70#基质沥青、SBS改性沥青及埃索高粘沥青进行对比试验,分析了它们在不同应力和温度条件下粘、弹响应的变化规律。实验结果表明:车辙因子忽略了沥青材料的延迟变形,用来评价改性沥青的高温性能存在着较大的不足;多应力蠕变恢复试验与路面抗车辙能力具有更好的相关性,用恢复率和不可恢复蠕变柔量等评价指标能更全面地评价沥青材料的高温性能。

基于MSCR试验的改性沥青高温性能评价

应用多应力蠕变恢复(MSCR)试验,对SBS改性沥青、胶粉改性沥青和高强沥青在不同温度下的不可恢复蠕变柔量Jnr与应力敏感性指标Jnr-diff进行了分析,依据AASHTO MP19-10标准对3种改性沥青进行了交通分级,并采用改性沥青混合料三轴动态蠕变试验进行了验证.结果表明:在非线性范围内应力和温度对改性沥青抗永久变形能力的影响具有等效性;随着温度的升高,改性沥青流变性能的线性范围逐渐变窄,应力敏感性更为显著;胶粉改性沥青在低应力区间的高温性能优秀,但是其线性范围很小,当应力或温度提高时胶粉改性沥青的流变性能迅速进入非线性范围,高温性能急剧衰减;不同应力和温度下改性沥青高温性能的排序发生改变,基于AASHTO MP19-10标准的交通分级能够反映改性沥青的这一特性.

复合改性硬质沥青混合料高温性能研究

单一的沥青路面已经无法满足高温环境下的重载要求,为了进一步提升我国重载道路的高温稳定性,相关研究人员应综合考虑高温、行车荷载及路面材料等复杂因素,开展相应的复合改性硬质沥青混合料研究,以提升路面高温稳定性。基于此,文章以SBS改性沥青为基础,针对夏季高温地区路面需求,运用AC-20沥青混合料进行改良。通过引入高模量剂、湖沥青、岩沥青的复合改性试验,成功合成了三种高性能复合改性硬质沥青及混合料。研究显示,这些复合改性硬质沥青在高温条件下展现出卓越性能,具备优良的抗变形和抗软化能力,特别适用于夏炎热区路面。此发现为在我国炎炎夏季广泛应用复合改性硬质沥青混合料奠定了坚实基础,为改善路面性能、延长路面使用寿命提供了新的路径,同时为夏季高温地区道路工程提供了创新性解决方案,标志着我国沥青技术在复合改性领域的重要突破。

基于MSCR试验的SBS改性沥青高温性能评价与分级

采用多应力蠕变回复(MSCR)试验分别对不同SBS掺量(质量分数)的线型、星型SBS改性沥青在64,70℃下的不可回复蠕变柔量、蠕变回复率及其相应的应力敏感性进行了分析,依据AASHTO MP 19-10标准对不同SBS掺量的改性沥青进行高温性能分级.结果表明:随着SBS掺量的提高,改性沥青不可回复蠕变柔量呈减小趋势,蠕变回复率呈增大趋势,且当SBS掺量较低时,上述2种变化趋势更明显,即SBS掺量较低时,提高SBS掺量对改性沥青高温性能改善更为显著.SBS改性沥青不可回复蠕变柔量和蠕变回复率应力敏感性随SBS掺量的变化无明显规律可循.温度升高,SBS改性沥青不可回复蠕变柔量和蠕变回复率应力敏感性基本增大.以70℃作为SBS改性沥青高温性能分级的基准温度,可使各SBS掺量下改性沥青的高温性能区分更为明显.

基于MSCR试验的BRA改性沥青高温性能分析

为了更好地评价BRA改性沥青高温性能,对BRA掺量不同的改性沥青、SBS改性沥青进行了常规震荡剪切试验(DSR)和多应力蠕变恢复试验(MSCR),对比分析BRA改性沥青高温性能,并利用车辙试验验证BRA改性沥青混合料高温性能。结果表明:PG高温性能分级难以准确区分不同种类沥青高温性能;BRA的掺入能显著增强沥青的高温变形恢复能力及抗永久变形能力;在一定条件下,高BRA掺量改性沥青的抗永久变形能力与SBS改性沥青相当;BRA改性沥青的应力敏感性较SBS改性沥青而言更不易受温度变化的影响;J_(nr0.1)、J_(nr3.2)可作为BRA改性沥青高温性能评价指标。

水性环氧树脂改性乳化沥青高温性能试验研究

为了研究水性环氧树脂对乳化沥青高温性能的影响,制备了水性环氧树脂掺量分别为0%、5%、10%、15%的改性乳化沥青乳液;利用修正低温蒸发法将乳液在40℃条件下养生11d后裁剪成直径25mm、高1mm的圆柱形试件;基于动态剪切流变试验(DSR)、多应力蠕变恢复试验(MSCR),分别测定试件在58、64、70及76℃下保温30min后的车辙因子(G*/sinδ)、不可恢复蠕变柔量(Jnr)。研究表明:水性环氧树脂可提高乳化沥青的高温抗永久变形能力并降低乳化沥青蠕变过程中的黏性部分,减少累积变形;在评价水性环氧树脂改性乳化沥青的高温性能时,温度应选在58～64℃之间;为确保高温性能,水性环氧树脂的最佳掺量为10%。

基于MSCR试验的橡胶改性沥青高温性能

为了准确地反映橡胶改性沥青的高温性能,采用多重应力蠕变恢复(MSCR)试验对橡胶改性沥青的高温性能进行评价。研究结果表明:随着胶粉掺量的增大,橡胶改性沥青的不可恢复蠕变柔量J_(nr)呈减小趋势,变形恢复率R呈增大趋势。R对温度的敏感性较低,J_(nr)对温度的敏感性较大,增大胶粉掺量能够减小J_(nr)对温度的敏感性。AASHTO M332-14标准中的J_(nr)分级指标不适用于所有改性沥青,其适用性应视具体的改性剂而定。

基于动态剪切流变试验的沥青高温性能评价

沥青的高温稳定性作为沥青路面材料设计的输入参数之一,能够保证沥青路面使用寿命内不发生严重车辙病害。为了探究沥青的高温黏弹性行为,选取三种基质沥青和两种改性沥青,利用动态剪切流变仪(DSR)对其高温性能进行测试。对比了不同沥青的软化点、PG高温分级结果和多应力重复蠕变试验(MSCR)实验结果的一致性。试验结果表明,采用不同实验所得的结果具有一致性,改性沥青的高温性能优于基质沥青。改性沥青的软化点、车辙因子(G*/sinδ)和蠕变回复率(R)均大于基质沥青,而不可回复蠕变柔量(J_(nr))小于基质沥青。此外,基于DSR的测试指标相比针入度和软化点能够更好地表征沥青的黏弹性性能,并且更好地模拟在实际路面上车辙的产生发展过程。

紫外老化模式下橡胶沥青的高温蠕变特性研究

为了研究掺加废旧轮胎磨细成的橡胶粉制备橡胶沥青的高温蠕变特性,选择50目橡胶粉制备橡胶沥青,利用耐黄变试验机以不同老化温度和时间组合对橡胶沥青进行紫外老化,并借助动态剪切流变仪进行多应力蠕变恢复试验,对比分析不同老化温度和时间组合条件下橡胶沥青的恢复率和不可恢复柔量。结果表明:随着应力水平的提升,橡胶沥青的剪切应变增加,高应力水平下两组紫外老化引起的剪切应变差异增加;40℃紫外老化橡胶沥青的恢复率均大于60℃的恢复率,而不可恢复柔量的变化规律则相反。

基于MSCR试验的高粘沥青高温性能评价

为了准确获取高粘沥青的高温性能评价指标,文章通过采用多应力重复蠕变恢复(MSCR)试验,对沥青在不同温度与应力下及不同高粘改性剂掺量下的评价指标进行了系统的分析,并通过各种沥青混合料的动稳定度对评价指标的有效性进行了验证。结果表明:恢复率R与不可恢复蠕变量Jnr具有较高的温度敏感性,但对应力敏感性较弱。随着高粘度改性剂的掺入,沥青的恢复率R呈增长趋势,不可恢复蠕变量Jnr呈下降趋势,表明高粘度改性沥青的高温性能能够同时在弹性区间及非弹性区间得到有效的改善。

沥青胶浆的MSCR试验研究

多应力重复蠕变试验能够充分考虑到胶浆的延迟弹性,因此用试验所得的不可恢复蠕变柔量Jnr和不可回复蠕变柔量差值Jnr-diff来评价沥青胶浆的高温性能。结果表明矿粉的加入使不可恢复蠕变柔量减小,提高基质沥青胶浆和高黏沥青胶浆的高温性能。试验还发现可用不可恢复蠕变柔量差为0来判断基质沥青胶浆的最大粉胶比。

基于MSCR试验评价SBS改性沥青的老化特征

为研究SBS改性沥青在不同老化程度时的性质,该文制备了5种不同SBS含量的改性沥青,利用薄膜烘箱试验(TFOT)、压力老化试验(PAV)进行模拟老化,通过多应力重复蠕变恢复试验(MSCR)等方法分析不同老化程度时的流变学特征。研究结果表明:MSCR可以反映改性沥青与基质沥青在流变学性质上的不同;改性沥青的老化程度与老化温度并非严格正相关,当拌和温度大于163℃时,老化程度明显加快,R对改性剂的老化敏感性强于J_(nr);高SBS含量的改性沥青具有更优的整体性能,但是随着老化程度的加深,改性剂带来的性能优势逐渐弱化。

基于MSCR的基质沥青老化高温性能

针对50#、70#、90#三种基质沥青,采用旋转薄膜烘箱试验模拟沥青不同老化时间;基于多应力蠕变恢复试验(MSCR),在两种不同测试应力、三种不同测试温度下测得各沥青试样的不可恢复蠕变柔量J_(nr)和变形恢复率R,进行老化高温性能变化规律分析。试验发现:三种沥青的J_(nr)和R均符合老化动力学变化规律,其中90沥青J_(nr)、R老化速率均最大;测试温度、应力越大,沥青抗变形能力下降。