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。

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。

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。

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。

多聚磷酸改性沥青混合料低温断裂性能研究

文章针对多聚磷酸(PPA)对沥青材料低温断裂性能的影响进行研究,并深入揭示PPA与沥青分子的相互作用。将不同掺量(0、0.5%、1.0%、1.5%)的PPA添加到基质沥青中,制备了不同掺量的PPA改性沥青,分别基于弯曲梁流变仪(BBR)试验和半圆弯曲(SCB)试验来评价PPA对沥青及其混合料的低温抗裂性。结果表明:当PPA掺量从0.5%增加到1.5%时,沥青的低温临界开裂温度增加,这说明过量的PPA对沥青的低温抗裂性能有负面影响。而沥青混合料试件的断裂能、裂缝扩展速率和SCB开裂指数显示,PPA能改善沥青混合料裂纹扩展过程中的延滞行为,1.0%的PPA可明显改善沥青混合料的低温抗裂性能,过量的PPA则会提高其低温断裂的可能性。

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。

复合多聚磷酸改性沥青混合料疲劳性能

采用四点小梁弯曲疲劳试验方法,考虑不同试验温度和不同应变水平等因素的影响,研究多聚磷酸(PPA)-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青混合料疲劳性能的变化规律,并与SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明:相同条件下,PPA-SBS改性沥青混合料比SBS改性沥青混合料残留劲度模量比大,损伤因子小,稳定阶段耗散能变化率的平均值小,疲劳损伤演变小,抗疲劳性能好;同一温度下,应变水平越大,残留劲度模量比越小,损伤因子越大,耗散能变化率维持稳定阶段的平均值越大,疲劳损伤演变越剧烈,抗疲劳性能越差;同一应变水平下,15℃时沥青混合料试件的抗疲劳性能优于10℃时。

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。

多聚磷酸改性沥青对沥青混合料低温抗裂性能的影响（英文）

为确定多聚磷酸(PPA)是否能部分或完全替代苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SBS)改性剂而不会对沥青混合料的低温性能产生不利的影响,对PPA改性沥青混合料的低温断裂特性进行了评估,且与SBS改性沥青混合料进行了比较.首先,采用间接拉伸试验及新开发的断裂测试方法,即盘状紧凑拉伸试验对室内成型试件进行了测试.然后,分析了测试温度及空隙率对沥青混合料低温断裂特性的影响.结果表明,PPA改性沥青混合料的低温抗裂性能劣于SBS改性沥青混合料,而PPA部分替代SBS改性剂制得的改性沥青混合料的低温断裂性能与仅采用SBS改性剂的混合料断裂性能相当.

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。

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。

多聚磷酸改性沥青技术现状及发展趋势

目前，改性沥青已在全球范围内的道路工程中得到广泛应用，其中大多数是以聚合物改性为主，但聚合物改性沥青在具有良好路用性能的同时，在成本、改性设备、改性工艺、批量生产以及储存稳定性等方面仍存在一些问题，成为制约改性沥青发展的障碍。研究发现，用多聚磷酸对沥青进行改性，可以明显改善沥青及沥青混合料的高温和抗老化性能，且酸改性沥青具有价格低廉、加工简单、沥青性能改善明显等优点，有着良好的应用前景。

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。