MSCR试验对不同老化程度高黏沥青高温性能分析

基于多重应力蠕变恢复试验(MSCR)研究3种高黏沥青在不同老化程度下的高温性能的影响,采用蠕变恢复率及不可恢复柔量评价不同老化条件下高黏沥青高温抵抗外界荷载作用能力,并分析高黏沥青的应力敏感性。研究表明:经短期老化与长期老化后,高黏沥青老化后变得更坚硬,且Ⅰ型高黏沥青在不同应力和不同老化条件下抗变形能力最优。不同老化条件下,Ⅰ型与Ⅱ型高黏沥青的平均蠕变恢复率均高于SBS改性沥青,平均不可恢复柔量均小于SBS改性沥青,表明添加高黏改性剂对提高沥青的弹性恢复性能与高温抗流动变形能力具有明显作用。3种高黏沥青在不同老化程度下的应力敏感性大小为Ⅱ型<Ⅰ型<SBS改性沥青,与其蠕变恢复率大小顺序相反,说明应力敏感性与平均蠕变恢复率具有良好的负相关性。结果表明:多重应力蠕变恢复试验考虑不同老化条件下高黏改性沥青的高温黏弹特性,采用平均蠕变恢复率、平均不可恢复柔量和应力敏感系数指标,对全面评价高黏改性沥青的不同老化程度下高温性能具有重要作用。

基于MSCR试验的沥青恢复率修正算法研究

多重应力蠕变恢复(MSCR)试验作为评价沥青高温性能的规范试验方法已得到了广泛认可.然而在对基质沥青进行MSCR试验时,恢复率计算值可能出现负值,恢复率为负显然不符合基本的黏弹性理论和黏塑性理论.针对恢复率出现负值情况,提出一种修正的恢复率计算方法,保证沥青的恢复率计算值始终为正.在采用动态剪切流变仪对三种基质沥青和两种改性沥青进行MSCR试验后,参考《AASHTO T 350-14》中的方法计算出每种沥青的恢复率,计算结果表明:三种基质沥青的恢复率均在某一应力水平下出现了负值.分析基质沥青恢复率出现负值的原因发现,仪器的实际卸载时间相对于设定卸载时间出现了一定程度的时间延迟,沥青试样实际加载结束时间处于第1~1.1 s.据此,文中提出了一种沥青恢复率的改进计算方法,该计算方法分为两步:①确定延迟时间;②根据延迟时间计算加载结束时的应变并进一步计算恢复率.采用本文提出的方法计算得到的基质沥青的恢复率均为正值,从而验证了修正方法的可行性.

基于MSCR的再生沥青高温本构模型建立与评价

通过多重应力蠕变恢复(MSCR)试验计算了不同再生剂掺量下再生沥青的高温黏弹性特征参数,然后采用3种黏弹性本构模型分别构建了再生沥青高温本构模型,并结合主成分分析(PCA)模型评价了适用于再生沥青高温性能研究的本构模型.结果表明:Burgers模型和三参数固体模型在评价再生沥青高温性能时,特征参数呈现显著的交替波动性,而四参数固体模型具有较好的稳定性;PCA模型发现四参数固体模型比Burgers模型和三参数固体模型具有更显著的评价效果,验证了采用四参数固体模型评价再生沥青高温性能的可靠性.

抗车辙剂改性沥青的高温性能评价指标

为了探究抗车辙剂对沥青高温性能的影响,以不同种类及掺量制备抗车辙剂改性沥青,通过车辙试验对抗车辙剂改性沥青混合料的动稳定度与抗车辙剂改性沥青软化点、当量软化点t800,135℃旋转黏度、车辙因子|G*|/sinδ及多重应力蠕变恢复(MSCR)试验中未恢复蠕变柔量J_(nr)之间的相关性进行研究.结果表明,抗车辙剂改性沥青混合料的动稳定度与未恢复蠕变柔量J_(nr0.1),J_(nr3.2)之间具有较好的相关性,未恢复蠕变柔量J_(nr0.1),J_(nr3.2)可以作为抗车辙剂改性沥青高温性能的评价指标.同时,MSCR试验中峰值剪应变γ_p和应变恢复百分率R能够很好地揭示抗车辙剂对沥青的改性作用.根据试验结果及分析,提出了抗车辙剂改性沥青的高温性能评价指标.

煤制油渣对沥青高温-疲劳流变性能的影响研究

采用多重应力蠕变恢复(MSCR)试验、频率扫描(FS)试验、线性振幅扫描(LAS)试验研究煤制油渣对沥青高温性能与疲劳性能的影响。试验结果表明:煤制油渣可以有效降低沥青的不可恢复柔量J_(nr),显著提高沥青的高温抗车辙能力及交通适用等级,且当煤制油渣掺量较低时,对沥青高温性能的改善效果较为明显;煤制油渣对沥青恢复率R的改善程度甚微,整体处于较低水平,蠕变类型仍以粘性流动为主;沥青的复数剪切模量G^(*)与相位角δ的主曲线分别随着煤制油渣掺量的增加而呈现出逐渐增加与减小趋势,由此表明煤制油渣有助于提高沥青的高温抗变形能力;LAS试验结果显示煤制油渣改性沥青出现局部应力突变现象,随着掺量的增加,最大应力值增幅明显,而破坏应变则逐渐减小;针对厚层沥青路面(预估应变水平γmax=2.5%),煤制油渣改性沥青的疲劳寿命N_(f)随着掺量的增加而增加,但当掺量达到10%后,N_(f)的增速则变缓;针对薄层沥青路面(预估应变水平γmax=5%),10%掺量的煤制油渣改性沥青具有最优的疲劳性能。根据各项评价指标的试验结果,得出煤制油渣的最佳掺量为10%。

短期老化对伸缩缝胶结料高温性能的影响

为研究短期老化时间和温度对沥青填充式伸缩缝(Asphalt Plug Joints,APJs)材料高温性能的影响,探索适合模拟APJs胶结料短期老化的试验方法,确定能够合理衡量APJs胶结料老化程度与短期老化后性能的试验方法与指标,结合文献与现场调研,确定了APJs胶结料短期老化的实验室模拟方法与操作流程,再通过多重应力蠕变恢复(Multiple Stress Creep Recovery,MSCR)试验对不同工况下一种应用较多的APJs胶结料(MUT)进行了测试。结果表明:增加老化时间与温度以及氧气的参与均会加重MUT材料的老化程度,短期老化对伸缩缝胶结料抵抗永久变形能力和高温恢复变形的能力均有较为突出的增强,并且短期老化对其高温性能的增强主要发生在老化过程的前120 min。利用MSCR试验对APJs胶结料高温性能进行研究时,可适当拓宽其试验温度范围,且J_(nr3.2)与R_(3.2)指标的评价效果较好,区分度较高。

改性乳化沥青高温性能研究

为了反映改性乳化沥青蒸发残留物的高温性能,基于常温蒸发的获取方式,采用软化点试验、PG分级试验和多重应力蠕变恢复(MSCR)试验对改性乳化沥青蒸发残留物的高温性能进行评价.研究结果表明:软化点试验和PG分级试验的结果一致,高温改善效果由高到低分别是SBR>CR>重庆牌>北京牌>丙烯酸;MSCR试验的结果表明,重庆胶乳改善高温性能的效果最明显.

废食用油改性沥青性能研究

利用不同掺量(1%、1.5%、2%、2.5%)废食用油作为改性剂制备废食用油改性沥青,通过三大指标试验、黏度试验及动态流变剪切试验、弯曲梁流变试验、多重应力蠕变恢复试验,对其物理性能及流变性能进行研究。试验表明:废食用油的添加,针入度有所增加,软化点降低,延度增大,黏度则有所减小,说明了废食用油的添加可以显著改善其低温性能,但对其高温性能有不利影响。同时,由MSCR与DSR的SHRP车辙参数及弯曲流变梁试验可以得出:废食用油的添加会降低沥青的抗车辙能力,从而对其高温稳定性有不利影响。当控制其掺量在2%以内时,其影响很小,同时可提高其低温性能。

SBS和Hon7686改性沥青高温流变性能对比研究

文章通过采用动态剪切流变仪(DSR)对不同掺量的SBS改性沥青和Hon7686改性沥青开展动态剪切流变试验和多重应力蠕变恢复试验(MSCR),对比研究了SBS改性沥青和Hon7686改性沥青高温流变性能。结果表明:原样状态Hon7686改性沥青相位角变化规律相较SBS改性沥青复杂;不管是原样还是RTFOT状态,Hon7686改性沥青在各温度、掺量水平下车辙因子、复数模量均优于SBS改性沥青;各掺量水平下,Hon7686改性沥青J_(nr0.1)在52℃~70℃温度区间整体优于SBS改性沥青,而J_(nr3.2)在较低温度(52℃、58℃)、较高掺量(4%、5%)时才相对SBS改性沥青有优势;相同温度及相同掺量情况下,与SBS改性沥青相比,Hon7686改性沥青具有较大的应力敏感性。考虑到Hon7686改性沥青施工温度与基质沥青无异,可在交通量小而高温天气不极端的应用场景代替SBS改性沥青。

高掺量直投改性剂对改性沥青流变性能的影响

为研究高掺量直投改性剂对沥青的性能影响规律,采用两种改性剂在不同掺量条件下分别制备改性沥青,利用流变试验分析改性沥青粘弹性能的变化。结果表明:随掺量增加,改性沥青的零剪切黏度、抗车辙因子、剪切应力和变形恢复率均逐渐增大,疲劳因子和不可恢复蠕变柔量逐渐变小。说明改性沥青的黏度、抗车辙性能、抗扭转性能、抗疲劳性能和抗永久变形能力与掺量呈正相关关系。此外,相同掺量条件下SBS改性沥青的黏度、抗扭转性能、抗车辙性能和抗永久变形能力明显优于PE改性沥青,在高掺量条件下PE改性沥青的抗疲劳性能更好。后续可结合研究不同直投改性剂种类及高掺量条件下混合料性能的变化规律。

废食用油沥青再生剂制备及性能研究

为解决传统石化油基再生剂价格高昂且性能不稳定的问题,文章提出以废食用油为基础油分制备一种新型再生剂,并采用动态剪切流变试验、多重应力蠕变恢复试验及弯曲梁流变试验分析了该再生剂对老化沥青的还原效果。结果表明:该再生剂黏度较低、闪点较高、短期老化前后黏度比与质量变化小,具备良好的流变性、施工安全性与抗老化性。

两种高黏沥青高温流变特性对比研究

为对比研究国产高黏沥青与日本TPS高黏改性沥青,文章以中海70~#石油沥青制备不同掺量的国产高黏沥青和TPS高黏沥青,开展高温PG分级试验及多重应力蠕变恢复试验(MSCR),以评价国产高黏沥青和日本TPS高黏沥青结合料的高温流变性能。结果表明:TPS高黏沥青高温性能和温度敏感性均优于国产高黏沥青,但在64℃、70℃温度条件下差异较小;国产高黏沥青在不同掺量下相位角区分度明显,而TPS高黏沥青区分度不明显;两种高黏沥青在64℃和70℃下不可恢复蠕变柔量J趋同;在60℃~70℃区间,两种高黏沥青的高温流变特性差异较小。考虑到路面实际最高温度处于60℃~70℃,在高温天气并不极端气候条件下,排水路面采用国产高黏沥青替代进口高黏沥青具备可行性。