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。

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。

马来酸酐接枝反应及其对沥青性质的影响

通过均匀设计实验对酸酐化反应条件进行优化,利用FTIR,AFM等方法对反应前后沥青的常规性质、流变性质、化学组成、微观形貌变化等进行了研究。实验结果表明,在最佳反应条件(反应温度180℃、马来酸酐加量2%(w)、反应时间4.67 h、反应压力0.14 MPa)下,反应转化率可超过90%;酸酐化反应可以提高沥青弹性成分的占比,改善沥青的高温抗车辙性能、应力敏感性能,但对温度敏感性不利;改性沥青的胶质、沥青质增多,饱和分、芳香分下降,胶体结构由溶胶型向凝胶型转变;改性沥青中的蜂状结构高且锋利、数量更多、分布更密集,酸酐化反应使沥青质发生团聚,形成了强极性的胶团结构。

矿粉对沥青胶浆的性质影响及作用机理

利用常规分析方法及流变测试技术,对普通石油沥青胶浆与SBS改性沥青胶浆进行性能评价和机理探讨.试验发现,沥青胶浆的力学强度和黏弹性变化源于其组成之间的相互作用,2种沥青胶浆在黏弹性组成上有差异,并导致不同的应力响应特点;在高温高频状态下,沥青胶浆内部损耗行为随着粉胶比的增加而提高,胶浆体系更容易被破坏;从沥青胶浆的结构稳定性和损耗特性入手,如相位角的变化,可以更好地研究矿粉对沥青胶浆的影响机制;可利用多应力重复蠕变回复试验中的不可回复柔量差,进行沥青胶浆的最大粉胶比判断.

Superpave沥青胶结料性能规范的最新进展

简述了Superpave胶结料MP1、MP1a和M320以及Superpave Plus规范和试验方法演变过程。总结了Superpave胶结料试验方法改进的特点,特别介绍了在动态切流变仪上开发的最新多应力重复蠕变恢复(MSCR)试验方法,指出了现行规范改进的方向是建立可以涵盖评价非改性沥青和改性沥青的规范体系。

高温高湿盐环境下SBS改性沥青胶浆的高温性能

基于自行设计的室内盐蚀干湿循环试验,采用动态剪切流变仪,对SBS改性沥青胶浆进行温度扫描试验和多重应力重复蠕变恢复(MSCR)试验.以3.2 kPa应力下的不可恢复蠕变柔量Jnr,3.2为胶浆高温流变性能评价指标,分析试验环境和干湿循环耦合作用对胶浆流变性能的影响.采用灰色关联理论,探究Jnr,3.2与常规流变参数、干湿循环次数及试验环境之间的关联性.结果表明,随着盐蚀干湿循环次数的增加,胶浆的复数切变模量、车辙因子及Jnr,3.2均呈增大趋势,相位角和蠕变恢复率呈减小趋势.在同种试验条件下,硫酸盐环境对胶浆高温性能的影响最大.Jnr,3.2与改进型车辙因子、试验环境的灰色关联度最大,关联度系数均大于0.93.建议采用日常清扫、定期洒水冲洗的方式来减小路面盐分的积累,提高高温高湿环境中沥青路面的抵抗变形的能力.

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。

石墨烯复合橡胶改性沥青路面性能研究

本文结合甘肃柳敦公路试验段工程实例,研究石墨烯复合橡胶改性沥青(GRA)路面性能。通过常规试验、多应力重复蠕变(MSCR)试验、动态剪切流变(DSR)试验等方法分析研究了GRA性能,并对GRA混合料的路用性能进行了研究。结果表明:GRA与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青相比,针入度降低了12.7%,软化点、高温稳定性及其高温抗变形能力相当,抗应力变形能力及应力敏感性有所提升;GRA与橡胶SBS改性沥青相比,软化点增加了14.1%,弹性恢复增加了6.5%,针入度相当,高温稳定性及其高温抗变形能力有所提升。GRA较SBS改性沥青混合料表现出良好的路用性能,现场混合料更易于压实,渗水较小、强度较高,但构造深度有所降低。

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。

纳米粉体改性沥青的流变性能分析

为了研究纳米二氧化钛对沥青的改性效果,对不同纳米粉体掺量的纳米改性沥青进行不同时长的高压汞灯照射,模拟沥青经过紫外光照射所造成的老化,然后在高温条件下通过多应力重复蠕变试验对不同掺量及不同老化程度改性沥青的流变性能进行分析,试验发现纳米粉体掺量为1.5%～2.5%时沥青表现出良好的高温性能以及抗紫外老化能力。

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。

反应型活性橡胶添加剂对改性沥青胶结料性能的影响研究

基于室内试验,研究添加剂掺量对SBS改性胶结料性能指标影响规律,进一步验证反应型活性橡胶添加剂加入沥青胶结料后对相关性能的作用机理。研究结果表明:随着反应型活性橡胶添加剂掺量增加,沥青胶结料的高温性能、抗车辙性能得到较大程度提高,抗变形能力优于原样SBS改性沥青。

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。

基于水基发泡的泡沫沥青胶结料性能研究

通过布氏旋转黏度试验、多应力重复蠕变恢复试验(MSCR)及沥青弯曲蠕变劲度试验测定并分析基于水基发泡的泡沫沥青胶结料的黏温特性、高温和低温性能,并与未发泡的原样沥青进行比对,以综合评价泡沫沥青胶结料的性能。由不同温度下的黏度试验结果得出,在4200s气泡消散后,泡沫沥青与原样沥青的黏温特性相当;MSCR试验结果表明,泡沫沥青和原样沥青均呈现较高的应力敏感性;BBR试验结果表明,沥青发泡后低温性能略有降低,但能满足道路使用要求。

胶粉沥青的流变性质及其相容/共混特点

本文主要研究橡胶沥青体系的流变特性与相容-共混特性,利用常规物理指标、流变测试、多应力重复蠕变回复等方法对一系列胶粉沥青进行了检测和指标分析,利用了Cole-cole图和荧光显微镜分析了胶粉沥青的相容-共混机制。结果表明,10%以下的胶粉掺量可以做到改性沥青体系的整体相容,但是过高的胶粉掺量则只能使胶粉颗粒分散于基质沥青中,并形成一定的空间结构,从而改善沥青的弹性能力。这种相容-分散的临界掺量与基质沥青的四组分含量、溶解能力有关;当胶粉量超过沥青的溶解能力后,胶粉沥青体系仅为一个物理共混的体系,这是目前工程应用中常见橡胶沥青最大微观特征。

基于MSCR试验及Burgers模型分析的沥青高温性能评价

采用多种沥青样品,通过旋转薄膜加热试验(RTFOT)、多应力重复蠕变恢复(MSCR)试验、车辙因子(G*/sinδ)测定以及Burgers模型对不同状态的沥青进行高温性能评价研究。结果表明,由于不同沥青间分子链段及相态结构的不同使改性沥青的不可恢复蠕变柔量差(Jnrdiff)远大于石油沥青,原样改性沥青的Jnrdiff随温度升高呈现无序性;改性沥青老化样品应力敏感性急剧下降,不可恢复蠕变柔量随着温度的升高呈现出逐渐升高的趋势;石油沥青旋转薄膜老化试验前后Jnrdiff变化幅度小,原样石油沥青Jnrdiff随温度的升高逐渐增大的趋势。采用Burgers模型对MSCR试验单循环蠕变加载曲线进行拟合,拟合计算采取固定值与非固定值拟合两种方式,非固定拟合参数法计算的变形分量误差大;将黏性分量(Gv)作为固定值,其他3个参数作为自由变量进行拟合计算,可以消除黏性变形误差大的问题,同时将总变形误差控制在较低程度范围,大大减小拟合误差。由于石油沥青在动态加载及静态蠕变状态下的高温变形都以黏性变形为主导,因此G*/sinδ,Gv评价石油沥青具有高度一致性;改性沥青因为改性剂种类差异,其增强高温性能的机理不同,评价改性沥青不一致。Gv增大了沥青个体间差异程度,进行沥青高温横向对比选择时,更加有利于增弹性改性沥青,而不利于增黏性改性沥青。

Novachip超薄罩面材料性能研究

Novachip超薄罩面作为原路面上的功能层,其与原路面的黏结性能、在高温及高应力下的抗车辙性能是评价其性能优劣的重要因素。以甘肃省公路隧道水泥混凝土路面抗滑处治为研究对象,提出Novachip超薄罩面抗滑处治技术,从原路面处理方式、罩面层层间黏结性,沥青结合料抗高温高应力性能及层间抗斜剪性能等4个方面进行研究。结果表明：抛丸工艺相比刻槽、砂纸打磨具有更好的层间处治效果,且当构造深度为0.3～0.4mm时黏结强度最好;Novachip超薄罩面用Novabond改性乳化沥青作为黏层油,相比SBS改性沥青、橡胶沥青、基质沥青、乳化沥青具有更好的黏结强度;Novachip超薄罩面用Novabinder改性沥青,相比SBS改性沥青、橡胶沥青、橡胶-SBS改性沥青具有更好的抗高温高应力变形能力。

基于MSCR试验的SBS改性沥青高温性能研究

沥青胶结料的评价体系中,采用针入度评价体系和PG高温分级方法,往往出现某改性沥青能满足规范要求,但现场仍然会出现严重的车辙病害。针对这种不足,在红外光谱试验基础上,结合重复蠕变恢复试验特点,采用多应力重复蠕变恢复试验(Muti-Stress Creep and Recovery,MSCR)法分析指标评价沥青高温性能的适宜性和准确性。