复合多聚磷酸改性沥青混合料动态力学性能

为研究多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)+SBS复合改性沥青混合料的动态力学性能,采用单轴压缩动态模量试验,分析温度和频率对动态模量和相位角的影响,并基于改进Havriliak-Negam(i HN)模型构建动态模量和相位角主曲线,同时与SBS改性沥青混合料相对比。结果表明:2种沥青混合料动态模量和相位角随温度和频率的变化呈现相同的趋势,HN模型可准确拟合2种沥青混合料的动态模量和相位角主曲线。相较于SBS改性沥青混合料,PPA+SBS复合改性沥青混合料的相位角在-10、20、50℃时均降低,而动态模量在-10℃时降低,20℃时变化较小,50℃时增加;较宽频域范围内,PPA+SBS复合改性沥青混合料在高温低频下动态模量变大,相位角变小,在低温高频下动态模量变小,相位角变化不大;PPA+SBS复合改性沥青混合料具有更优的动态力学性能。

多聚磷酸复合聚合物改性沥青老化前后流变特性及其混合料性能研究

为了改善高海拔高辐射寒冷区沥青混凝土的抗老化性能,按照室内与高寒高海拔区热、紫外光辐射总量相等的原则进行室内多聚磷酸改性(PPA)沥青及其混合料模拟老化试验,进而研究了PPA及PPA与低剂量SBS、SBR聚合物改性沥青抗热老化和紫外光老化性能,并将热老化、紫外光老化后多聚磷酸改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与基质沥青及4.5%SBS改性沥青混合料进行了对比。试验结果表明:PPA与聚合物改性沥青的5℃延度指标随热老化与紫外光老化时间增大而减小,抗车辙因子和软化点均随紫外光老化时间增加而增大,热老化5 h后延度趋于稳定,紫外光老化12 h后延度趋于稳定。随着紫外光老化时间延长,PPA及PPA复合改性沥青混合料高温性能呈先增大后减小的趋势,低温抗裂和疲劳性能随老化时间延长呈下降趋势,紫外光对沥青高低温性能的劣化作用比热老化突出。PPA对基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青混合料抗紫外光老化作用改善效果显著,PPA可作为高紫外光辐射区沥青路面抗老化剂使用。研究成果可为拓展PPA改性沥青及PPA与低剂量聚合物复合改性沥青在高原高温差、高紫外光辐射区的推广应用提供参考与借鉴。

复合多聚磷酸改性沥青混合料高温蠕变特性与本构关系研究

为了研究复合多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料的高温蠕变特性,采用三轴重复蠕变恢复试验,根据竖向永久变形、应变速率和流动指数指标,对比分析了不同条件下SBS改性沥青混合料与PPA+SBS复合改性沥青混合料高温蠕变特性;综合运用黏弹塑性力学和损伤力学理论,建立了重复荷载作用下沥青混合料竖向永久变形的蠕变损伤力学模型。研究结果表明:在不同温度和应力水平下,PPA+SBS复合改性沥青混合料竖向永久变形和应变速率均小于SBS改性沥青混合料,但其流动指数却远大于SBS改性沥青混合料;将Burgers模型中串联的黏壶替换为黏塑性元件所形成的损伤本构模型,可以全面反映沥青混合料三阶段的竖向永久变形特性。

多聚磷酸/生物油复合改性沥青混合料路用性能研究

PPA可显著改善沥青混合料的高温性能与疲劳性能,但会降低低温性能与水稳定性能。本研究通过生物油复合改性以提升沥青混合料的路用性能,采用凝胶色谱仪选取了4种不同分子量的生物油制备PPA/生物油复合改性沥青,通过车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验以及4点小梁弯曲疲劳试验评价了路用性能。研究结果表明,PPA/生物油复合改性沥青可提高沥青混合料的高低温性能、水稳定性能以及疲劳性能,但提升幅度取决于生物油的分子量;生物油分子量越大,高温性能与水稳定性能提升越多,在PPA/生物油C复合改性沥青混合料时有最佳性能;推荐在南方高温多雨地区使用PPA/生物油C复合改性沥青混合料,在北方低温严寒地带使用PPA/生物油A复合改性沥青混合料。

多聚磷酸复配聚合物改性沥青性能及其混合料性能研究

为了提高沥青路面在高温和重载耦合作用下的稳定性,提出采用多聚磷酸(PPA)复配聚合物(SBS、SBR)改性剂的方案来制备综合性能优越且性价比高的改性沥青,针对不同PPA复合SBS、SBR改性沥青胶结料进行了针入度体系性能和多应力蠕变恢复试验(MSCR)来评价改性沥青的储存稳定性、路用性能和流变特性,采用室内试验验证了PPA复配聚合物改性沥青混合料的常规路用性能(高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性),通过室内MMLS1/3加速加载试验研究了PPA复配聚合物改性沥青混合料在高温和重载作用下的稳定性。结果表明,掺入1.0%~1.25%多聚磷酸可显著提高基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青的高温性能,改善了聚合物改性沥青的高温流变特性和热存储稳定性;PPA复配SBS、SBR聚合物改性沥青满足AASHTO沥青胶结料性能分级标准规范(M320-09)特重交通等级试验性能要求;PPA复配SBR改性沥青混合料低温性能最优,PPA复配SBS改性沥青混合料的抗永久变形能力和水稳定性优于5%SBS改性沥青混合料,对高温、重载要求严苛地区沥青路面,推荐采用PPA复配SBS方案。

多聚磷酸与TPS复合改性沥青及排水性沥青混合料耐久性试验研究

排水性沥青混合料空隙率大,易于产生热老化和紫外线老化现象,为了提高排水性沥青混合料的耐久性,提出采用多聚磷酸与TPS复配方案,研究了TPS和PPA掺量对高粘改性沥青和排水性沥青混合料性能的影响,并与14%TPS改性沥青混合料进行了对比。试验结果表明,掺加PPA可显著改善TPS改性沥青混合料的高温稳定性和抗疲劳耐久性,采用PPA对TPS改性剂复配方案可显著改善排水性沥青混合料的抗热老化和紫外线老化性能,同时降低TPS掺量。采用TPS与PPA复配方案替代高剂量TPS改性沥青在技术上可行,推荐了最佳的TPS与PPA复配方案为12%TPS+1%PPA。

多聚磷酸与SBS复合改性沥青及其混合料抗老化性能研究

改善沥青混合料的抗老化性能,对于提高沥青路面的使用寿命有重要意义,基于室内模拟老化试验,采用低温弯曲试验和小梁疲劳试验研究了紫外线老化与热老化前后多聚磷酸(PPA)掺量对SBS改性沥青及其混合料抗老化性能和低温抗裂性能的影响。试验结果表明:PPA有效的提高了复合改性沥青高温荷载作用下模量的弹性分量比例,改善了复合改性沥青及其混合料的高温抗变形能力,但也会对复合改性沥青混合料的低温性能有负面影响,多聚磷酸的掺加能改善复合改性沥青的温度敏感性和老化前后的抗疲劳耐久性,增大PPA可显著提高老化后复合改性沥青混合料的低温抗裂性,PPA对SBS改性沥青的改性机理在于PPA能与SBS改性剂粒子共同交织形成空间网络结构,PPA与沥青质胶团中的亚砜基发生酯化反,增强了SBS改性剂在沥青中的交联作用。

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.

多聚磷酸及其复合改性沥青与沥青混合料抗裂性能评价

目前对多聚磷酸改性沥青和多聚磷酸改性沥青混合料低温性能所得结论不尽相同,有些结论甚至矛盾。该文采用低温延度、BBR试验研究了多聚磷酸及其复合改性沥青的低温性能,基于低温弯曲试验、低温SCB试验、预切口J-积分试验和四分点加载疲劳试验研究了多聚磷酸及其复合改性沥青与沥青混合料低温抗裂性能和抗疲劳耐久性。试验结果表明,多聚磷酸对沥青混合料低温性能改善效果不明显,甚至有负面影响,可通过掺加SBR、SBS、纤维或橡胶改性沥青来改善其低温抗裂性能,多聚磷酸与SBR复合改性沥青对沥青混合料低温性能的改善效果优于多聚磷酸与SBS复合改性沥青,多聚磷酸与SBS复合改性沥青对沥青混合料疲劳性能的改善效果优于多聚磷酸与SBR复合改性沥青,将多聚磷酸与橡胶沥青或玄武岩纤维复配可提高沥青混合料的抗疲劳耐久性。仅采用沥青的低温指标并不能全面反映多聚磷酸改性沥青混合料的低温性能,断裂能密度、破坏应变作为抗弯拉强度与抵抗低温破坏变形能力的综合评价指标可综合反映多聚磷酸改性沥青混合料的低温抗裂性。

多聚磷酸改性沥青混合料施工技术探析

要想进一步优化多聚磷酸改性沥青混合料在使用中的技术性能,本文立足于多聚磷酸的高温性能与抗水损害性能、制作工艺等,详细分析多聚磷酸改性沥青的技术性能,探析施工过程中的施工工艺,并提出当下研究中存在的问题,希望为后期的施工应用夯实基础。通过试验研究,发现多聚磷酸改性沥青的制备工艺满足施工需要,且生产配合比符合设计要求。

聚合物复合改性沥青种类对浇注式沥青混合料GA10性能的影响

浇注式沥青混合料是中国大跨径钢桥面应用规模最大的铺装材料,其沥青结合料主要采用聚合物复合改性沥青。该文选择4种聚合物复合改性沥青,研究其混合料GA10的流动性、高温性能、低温性能和疲劳性能,并与湖沥青复合改性沥青及其混合料GA10进行同步对比。结果表明:聚合物复合改性沥青GA10的低温性能和疲劳性能均明显优于湖沥青复合改性沥青GA10;浇注式沥青混合料的路用性能与沥青结合料的性能有重要的相关性;高温黏度和软化点较高的聚合物复合改性沥青,其混合料GA10具有更好的高温稳定性,而低温延度和弹性恢复率较大的聚合物复合改性沥青,其混合料GA10则具有更优的低温抗裂性和疲劳性能。根据实体工程要求,应选择合适的聚合物复合改性沥青。

基于半圆弯拉试验的多聚磷酸改性沥青混合料低温性能改善研究

基于改善多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料低温抗裂性能,室内采用半圆弯拉试验(SCB试验)探讨复合改性沥青或混合料中添加纤维方式的改善效果;并针对纤维改善方案,分析了纤维类型和纤维掺量对PPA改性沥青混合料低温性能的影响及显著性。结果表明:PPA改性沥青混合料中使用复合改性沥青或添加纤维均可改善其低温抗裂性能,相应方案的改善效果优劣依次为PPA/SBR复合改性沥青、PPA/SBS复合改性沥青和PPA/玄武岩纤维,但对于采用Shell-70沥青制备的PPA改性沥青混合料而言.PPA/SBS复合改性沥青和玄武岩纤维两种方案对应的改善效果差异不大;纤维改善PPA改性沥青混合料低温性能的效果与纤维类型和纤维掺量密切相关,其中纤维掺量的影响相对较大;玄武岩纤维、聚酯纤维和木质素纤维以复合方式添加.基本能够达到与玄武岩纤维相同的改善效果。使用复合纤维达到了改善低温性能和降低成本的双重目的,从而为改善PPA改性沥青混合料的低温性能提供一种新的尝试。

反应型RET复合聚合物改性沥青及其混合料性能研究

通过对比新型反应型弹性体三元共聚物(RET)改性剂与SBS、SBR在不同掺配比例下复合改性沥青老化前后的针入度、软化点、延度、布氏旋转黏度、BBR和DSR试验,确定了RET改性沥青及RET复配改性沥青中各种改性剂的掺量范围,在此基础上,采用马歇尔、车辙、低温弯曲、冻融劈裂、浸水马歇尔和疲劳试验综合分析了RET及RET复配低剂量SBS、SBR改性沥青混合料的路用性能。结果表明:RET改性剂能够明显改善沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和疲劳性能,采用复配SBS或SBR的改性方法能够弥补RET改性剂对沥青混合料低温抗裂性能的负面影响。综合考虑经济性、兼顾高低温性能,推荐RET与SBS、SBR复合改性沥青中,适宜的RET掺量为1.0%~1.5%,SBS、SBR合理掺量为2.0%~2.5%。

PPA对聚合物改性沥青及其混合料技术性能的影响

研究了PPA对聚合物改性沥青（SBR、SBS）储存稳定性的影响,并基于车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、APA疲劳试验研究了PPA对聚合物改性沥青混合料综合路用性能的影响。试验结果表明,在不影响聚合物改性沥青混合料低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能的同时,加入0.75%~1%PPA可以提升聚合物改性沥青的高温稳定性,减少SBS改性剂的掺量,PPA对聚合物改性沥青混合料的疲劳性能有较大的改善作用。

多聚磷酸改性沥青混合料雨水浸出性能研究

针对多聚磷酸改性沥青在实际应用中可能存在浸出液影响环境的问题,考察了雨水浸泡后基质沥青混合料与多聚磷酸改性沥青混合料浸出液pH、钙含量、磷含量以及重金属含量的变化情况。结果表明:多聚磷酸不会导致沥青混合料浸出液pH、钙含量以及重金属含量发生明显变化;浸出液中五氧化二磷质量浓度会稍有增加,但浸出量总量较低,仅为总磷质量浓度的2%~3%。因此,多聚磷酸改性沥青对道路周边的环境污染较小。

多聚磷酸复配Terminal blend胶粉改性沥青流变特性及其混合料路用性能

基于针入度评价体系和PG分级体系研究了多聚磷酸(PPA)与Terminal Blending胶粉复合沥青性能,优化了最佳的PPA与TB胶粉掺量范围,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂试验和四分点加载疲劳试验研究了PPA与TB胶粉复合改性沥青混合料的路用性能、抗疲劳性能和自愈合性能,并将其与4.5%SBS改性沥青混合料进行了对比。结果表明,TB胶粉改性沥青低温性能和抗疲劳性能优良,但其高温性能较差,将TB胶粉与PPA复配后可实现二者对沥青混合料高低温性能和抗疲劳性能改善效果的优势互补。在1.0%~1.5%PPA掺量和18%~24%TB胶粉掺量范围内TB与PPA复合改性沥青可替代4.5%SBS改性沥青,且PPA与TB胶粉复合改性沥青混合料具有更优的路用性能和抗疲劳性能。1.0%PPA+18%TB、1.25%PPA+22%TB、1.5%PPA+26%TB三种复合改性沥青混合料疲劳寿命比4.5%SBS改性沥青混合料高40%~110%,室温放置4个月后的自愈合性能为SBS改性沥青混合料的2.5倍,掺TB胶粉改性沥青显著提高了PPA改性沥青混合料的抗疲劳耐久性和自愈合性能。推荐PPA与TB胶粉复合改性沥青中,适宜的PPA掺量为1.0%~1.5%,TB胶粉合理掺量为20%~24%。

“多聚磷酸改性沥青混合料应用技术研究”试验路在昌图县昌法线成功铺筑

辽宁省交通厅重点科研顶目“多聚磷酸改性沥青混合料应用技术研究”试验路在昌图县昌法线成功铺筑。多聚磷酸加入到沥青中可有效提高沥青的高温性能，改善SBS改性沥青的存储稳定性，增强沥青耐老化性能等优点。在不降低路用性能的情况下，可替代部分SBS改性剂，同时，可降低改性沥青的工程成本。其制备工艺简单，无需增加其他设备，仅需要具有搅拌功能的沥青搅拌罐即可制得。

多聚磷酸改性沥青混合料施工技术研究

为研究多聚磷酸改性沥青混合料施工技术,本文总结了多聚磷酸改性沥青混合料施工技术要点,在满足施工需求的基础上提出多聚磷酸改性沥青混合料现场制备工艺,将其应用在实际工程中,并对多聚磷酸改性沥青混合料配合比、施工质量以及路面性能进行检验。结果表明:生产配合比满足规范与设计要求,多聚磷酸改性沥青混合料生产工艺能满足施工需求,所铺筑成型的多聚磷酸改性沥青路面平整密实、具有良好的高温抗车辙性能。

多聚磷酸复配SBS改性沥青性能及其混合料性能研究

多聚磷酸由于价格低廉、制备简单在路面铺筑工程中得到了广泛的应用,文章提出采用多聚磷酸复配SBS改性沥青的制备方案,并针对不同种类的改性沥青进行了多应力重复蠕变试验、弯曲蠕变劲度试验,并采用车辙试验和低温弯曲试验对比了多聚磷酸复配SBS改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料的高低温性能,结果表明:在SBS改性沥青中掺加多聚磷酸可以显著提升改性沥青的高温性能,且随着掺量的增加,改性沥青的高温性能增加,多聚磷酸复配SBS改性沥青混合料也表现出优异的高温稳定性;增加多聚磷酸的掺量会对改性沥青的低温性能造成一定程度的削弱,但是其混合料性能满足规范的要求。

PPA复合改性沥青混合料抗紫外光与热老化性能研究

为了提高SBS、SBR聚合物改性沥青混合料的抗热老化和紫外光老化性能,按照室内与高寒高海拔区热、紫外光辐射总量相等的原则进行室内多聚磷酸改性沥青及其混合料模拟老化试验,研究了多聚磷酸(PPA)及多聚磷酸与低剂量聚合物改性沥青抗热老化和紫外光老化性能。结果表明,PPA复合改性沥青的5℃延度随热老化和紫外光老化时间延长而减小,热老化5 h后延度趋于稳定,紫外光老化12 h后延度趋于稳定;抗车辙因子和软化点随紫外光老化时间延长而增大。随着紫外光老化时间延长,改性沥青混合料的高温性能先提高后降低,低温抗裂、疲劳性能呈下降趋势,PPA对基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青混合料的抗紫外光老化作用改善效果显著,PPA可作为高紫外光辐射区沥青路面抗老化剂使用。