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.

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。

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。

PPA/TPO复合改性沥青混合料自愈合性能研究

文章采用红外测点评价了不同配比的PPA/TPO的升温性能,通过低温小梁弯曲试验评价了微波加热功率以及时间对PPA/TPO复合改性沥青混合料自愈合性能的影响。研究结果表明,PPA/TPO复合改性沥青可提高混合料在微波诱导下的升温性能,其中6%TPO与1%PPA的配比下升温性能最佳。诱导功率对复合改性沥青混合料的弯拉应变影响强于弯拉强度。在800W的诱导功率时,PPA/TPO复合改性沥青混合料具有最佳愈合率。单次诱导时间≥60s时具有最佳的自愈合效率。

大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青路用性能研究

现进行了大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料的对比试验,并评价分析了大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青混合料的路用性能,为大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青的推广应用提供了参考。

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。

SBS/胶粉复合改性沥青及其混合料短期老化性能研究

文章研究SBS/胶粉复合改性沥青及其混合料短期老化性能状况,根据不同环境老化后的性能试验结果,分析SBS/胶粉复合改性沥青性能变化及短期老化条件下混合料路用性能变化。试验结果表明:SBS/胶粉复合改性沥青随老化时间推移,软化点呈现增大趋势,高温性能得到提高;SBS/胶粉复合改性沥青混合料动稳定度随老化时间的增加呈现先增大,后减小的趋势,且温度越高对胶粉沥青混合料提升越明显,但当老化到达一定程度时,其高温性能会降低;随着SBS/胶粉复合改性沥青混合料的老化程度增加,低温性能及水稳定性总体表现为下降趋势。

干拌废胎胶粉复配SBS改性沥青与混合料性能研究

基于废胎胶粉复合改性沥青胶结料和混合料性能试验,优化得到最佳的干拌废胎胶粉与SBS掺量,并铺筑干拌废胎胶粉复合SBS改性沥青混凝土路面试验段。结果表明:干拌废胎胶粉复合SBS改性沥青混合料,具有优异的高低温性能、抗剪切性能与抗疲劳性能,推荐使用2.5%SBS+15.0%、20.0%干拌废胎胶粉和3.5%SBS+10.0%、15.0%干拌废胎胶粉复配方案。试验应用中3.5%SBS+15.0%干拌废胎胶粉复合改性沥青混凝土的综合路用性能优良,具有推广应用价值。

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。

BRA岩沥青与SBS复合改性沥青及其混合料性能研究

为了改善高速公路重车道和城市道路交叉口路段沥青路面病害突出的问题,通过对BRA与SBS复合改性沥青及其混合料性能进行了系统研究,确定了BRA与SBS适宜的掺配比例,系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能,并将其与SBS改性沥青混合料进行了对比。试验研究结果表明：增大SBS掺量后复合改性沥青黏度显著增大,高温PG分级明显提高,但同时又会对低温性能有所弱化,工程实践中只要严格控制BRA掺量才不会对复合改性沥青低温性能造成大的影响,推荐BRA与SBS复合改性沥青中,适宜的SBS添加量为2.5%~3.0%,BRA合理掺量为6%~8%。BRA与SBS复合改性沥青可大幅改善沥青混合料的高温稳定性,其抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料;实体工程和试验段检测结果表明,BRA与SBS复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,BRA与SBS复合改性沥青混合料对于解决重载交通的车辙和水损坏问题具有较高的应用价值。

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。

高灰分天然岩沥青与SBS复合改性沥青混合料配合比设计及性能研究

为了提高沥青混合料的高温抗变形能力,对高灰分天然岩沥青BRA和SBS改性沥青复合改性BSAC-20与BSSMA-13混合料的配合比设计及其混合料性能进行了系统的研究,确定了BRA和SBS复合改性沥青混合料各组分适宜的掺配比例,综合评价了用于不同路面层复合改性沥青混合料的路用性能,并将其与单一SBS改性沥青混合料进行了对比分析。结果表明:掺加BRA后沥青混合料的水稳定有所提高,但提高幅度并不明显,而BRA对混合料的低温抗裂性能影响并不大;70℃车辙、高温劈裂和单轴压缩动态模量试验均表明高灰分BRA的掺入使得沥青混合料的高温性能显著提高,且高温性能等级提高了约10℃;复合改性混合料的疲劳寿命均得到提升,特别是在600με条件下,相比SMA-13混合料,BSSMA-13混合料的疲劳寿命提升了约47%。

SEAM/SBS复合改性沥青及其混合料性能研究

基于针入度评价体系和PG分级体系,研究了硫磺(SEAM)和SBS掺量对改性沥青高低温性能和流变特性的影响,进而通过室内试验研究了SEAM/SBS复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明:SEAM/SBS复合改性沥青的针入度指标体系性能符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求;在3.5%SBS+(30%、40%)SEAM复配方案下,SEAM/SBS复合改性沥青具有良好的高低温性能和热贮存稳定性。与5%SBS改性沥青混合料相比,该SEAM/SBS复合改性沥青混合料的动稳定度对温度敏感性较低、对高温环境有极强的适应性,抗疲劳性能更优,同时水稳定性和低温抗裂性能相近。

纳米CaCO_(3)/SBS复合改性沥青及混合料性能研究

为改善SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)与基质沥青的相容性,充分发挥出SBS应有的改性效果,进一步提高SBS改性沥青的高温性能和抗老化性能,选择纳米CaCO_(3)对SBS改性沥青进行复合改性。通过三大指标试验、多重应力蠕变恢复试验(Mutiple Stress Creep Recovery Test, MSCR)、弯曲蠕变劲度试验(Bending Beam Rheometer Test, BBR)和温度扫描试验(Temperature Scanning Test, TS)分析不同掺量的纳米CaCO_(3)对SBS改性沥青物理性能、高温流变性能、低温流变性能和抗老化性能的影响,综合考虑各掺量纳米CaCO_(3)对SBS改性沥青性能的影响效果,推荐纳米CaCO_(3)的合理掺量;通过离析试验对比分析SBS改性沥青与纳米复合改性沥青的相容性;通过车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验,研究纳米复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。研究结果表明,纳米CaCO_(3)能够改善SBS改性沥青的高温性能和抗老化性能,综合考虑性能影响效果,建议复合改性沥青中纳米CaCO_(3)的合理掺量为4%;纳米CaCO_(3)可以有效改善SBS与沥青的相容性;与SBS改性沥青混合料相比,纳米复合改性沥青混合料具有更加优异的高温稳定性,水稳定性略有提升。此研究结果表明,纳米CaCO_(3)/SBS复合改性沥青及混合料综合性能较好,更适合应用于我国南方炎热地区。

硫磺SBS复合改性沥青混合料路用性能评价

硫磺SBS复合改性沥青混合料是一种新型的沥青混合料。该文开展了硫磺SBS复合改性沥青混合料的路用性能研究,系统对比了硫磺改性沥青混合料和硫磺SBS复合改性沥青混合料的路用性能,同硫磺普通沥青混合料相比,硫磺SBS复合改性沥青混合料不仅可以明显提升高温性能、低温性能和水稳定性,并且可以达到改性沥青混合料的性能要求。相比常规普通沥青混合料和SBS改性沥青混合料,硫磺SBS复合改性沥青混合料在抗车辙性能方面的表现更为突出。

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。

稻壳炭-SBS复合改性沥青及混合料性能研究

通过三大指标试验、动力粘度试验、DSR试验和BBR试验评价了稻壳炭-SBS复合改性沥青的性能。试验结果表明,稻壳炭与SBS能显著改善沥青的高温性能,对低温性能有不利影响。制备稻壳炭-SBS复合改性沥青混合料,进行试验后发现,其具有优良的高温性能和水稳定性,与SBS改性沥青混合料相比,低温性能有所降低。当稻壳碳掺量为15%,SBS掺量为4%时,复合改性沥青和复合改性沥青混合料具有优良的性能。