上面层改性沥青混合料低温性能综合对比评价

【目的】分析足尺路面试验环道所用7种上面层细粒式改性沥青混合料的低温性能。【方法】通过小梁低温弯曲、中梁线收缩系数和法国M2F梯形梁动态模量3种室内试验开展研究及相关性分析,并应用多指标试验结果的无量纲归一化赋权求和法进行综合对比评价。【结果】最大弯拉应变、应变能密度、线收缩系数、复模量和相位角均可作为改性沥青混合料低温性能的合理评价指标;对比改性沥青类型,采用低温延性强的SBS改性沥青制备的混合料低温性能最优,橡胶沥青混合料的次之,掺抗车辙剂能增强SBS改性AC类混合料的低温性能;对比矿料合成级配,SMA类的低温性能最优,SBS改性AC类中粗集料含量越低,其低温性能越好;多孔排水式高黏SBS改性PAC类具有优良的黏弹性和低温收缩性能。【结论】评价结果可为环道沥青路面低温性能长期监测对比提供参考。

含再生骨料和粉煤灰的多孔沥青混合料性能研究

文中研究了再生混凝土骨料(RCA)和C型粉煤灰对多孔沥青混合料整体性能的影响。试验室制备RCA和粉煤灰不同组合的混合料,测试分析多种性能参数,包括空隙率、渗透性、马歇尔稳定度、间接抗拉强度、水稳定性、宏观构造深度。结果表明,排水性沥青混合料掺入RCA或粉煤灰,其空隙率、渗透性和表面宏观构造深度略微降低。多孔沥青混合料用RCA替代10%的花岗岩集料,其稳定性、间接抗拉强度等性能降低。然而,混合料用粉煤灰进一步取代矿物填料,有助于抵消RCA的负面影响,RCA为10%时的混合料力学性能达到与对照混合料相当的水平。

粉煤灰填料对沥青混合料性能的影响

为分析粉煤灰作为热拌沥青混合料填料的可行性,采用软化点试验、黏度试验、剪切流变试验以及间接拉伸试验,研究了不同比例粉煤灰代替石灰石粉对填料-沥青体系及沥青混合料性能的影响。结果表明:粉煤灰加入后,沥青胶浆的软化点、黏度和车辙因子均逐渐增大,说明粉煤灰对改善沥青胶浆的高温敏感性有积极作用;粉煤灰含量从0增至75%时,沥青混合料的间接拉伸强度至少增长了10.5%。

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。

粉煤灰掺量对沥青胶浆及混合料高温性能的影响研究

沥青混合料的高温性能一直是路面工程领域的研究热点。为了提高沥青路面的高温稳定性,改善路面的耐久性和使用寿命,本文探讨了在沥青胶浆及混合料中掺入粉煤灰对其高温性能的影响。通过改变粉煤灰的掺量,研究了不同配比下的沥青胶浆及混合料的软化点、动力粘度、贯入度等指标的变化规律。结果表明,粉煤灰的加入可以有效提升沥青胶浆及混合料的高温性能,且随着粉煤灰掺量的增加,软化点逐渐升高,动力粘度增大,贯入度降低。当粉煤灰掺量为15%时,沥青胶浆及混合料的高温性能达到最优。文章的研究结果为提高沥青路面的高温性能提供了新的思路和方法,具有广阔的应用前景。

聚氨酯/纳米ZnO复合改性沥青及其混合料性能研究

为提升沥青路面的路用性能,选用聚氨酯、纳米ZnO和基质沥青制备聚氨酯/纳米ZnO复合改性沥青。以针入度、软化点、延度和135℃运动黏度为评价指标,研究改性剂对沥青性能的影响,采用软化点差值评价储存稳定性,并制备3种复合改性沥青AC-13C混合料进行车辙试验、小梁弯曲试验和浸水马歇尔试验,研究改性沥青混合料的性能。结果表明,聚氨酯和纳米ZnO的掺入能显著改善基质沥青的高低温性能,且储存稳定性符合规范要求。复合改性沥青混合料能够满足沥青路面的路用性能,5%聚氨酯复配3%纳米ZnO掺量的改性沥青混合料改善高温性能和水稳性能效果最好,与基质沥青混合料相比其动稳定度提高了2.32倍,残留稳定度上升了9.0%,最大弯拉应变(-10℃)提升了8.3%。综合考虑路用性能改善效果,推荐选用5%聚氨酯复配3%纳米ZnO为复合改性沥青及其混合料的最佳掺量。

废胶粉改性沥青混合料路用性能研究

为保证我国道路工程建设持续高质量绿色发展,文章依托国内大市场优势,采用国产原材料与15%掺量的废胶粉改性沥青分别拌制AC-13(C),SBS(Ⅰ-D)SMA-13混合料,依据现行规范测试混合料的各项路用性能指标。测试结果表明,密级配废胶粉改性沥青混合料的高温稳定性与抗损水性能较基质沥青混合料大幅提高,基本接近SBS(Ⅰ-D)改性沥青混合料。低温抗裂性能方面表现出良好的路用性能,更适用于温差较大的地区。文章研究内容可为废胎胶粉改性沥青混合料的应用提供参考和借鉴。

介孔硅-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能试验研究

基于介孔硅和玄武岩纤维的自身特点,文章研究复合改性沥青混合料高低温和水稳定性等特性,用于评价这两种材料复合改性沥青混合料的路用性能以及应用于道路工程的可行性。结果显示:介孔硅和玄武岩纤维均能够改良沥青混合料的高低温性能,其中介孔硅的作用更为突出,而玄武岩纤维则不利于沥青混合料的水稳定性能,但加入介孔硅后水稳定性有一定的改善提升作用;综合复合改性沥青混合料的各方面性能,通过介孔硅-玄武岩纤维复合改性后的沥青混合料具有优异的高温稳定、低温抗裂和耐水损伤等路用性能,满足路用标准。

高掺量SBS改性沥青及其混合料老化行为

为了探究高掺量SBS改性沥青及其混合料的抗老化性能,分别对高掺量SBS改性沥青和70号基质沥青进行老化,并进行沥青流变性能试验,分别评价高掺量SBS改性沥青老化前后的弹性恢复性能、高温抗变形性能、抗疲劳性能,并对其混合料老化前后的高温稳定性、抗车辙性能和抗裂性能进行评价。研究结果表明:随着老化程度的加深,高掺量SBS改性沥青的模量增大,弹性恢复性能、高温抗变形能力、疲劳性能减弱,其混合料的高温稳定性与高温抗变形能力降低,抗裂性能逐渐变差;沥青氧化硬化和SBS氧化降解的博弈对高掺量SBS改性沥青及其混合料各性能均有不同程度的影响;尽管高掺量SBS改性沥青具有良好的抗老化性能,但仍需额外关注其老化所导致的性能下降问题。

基于响应曲面法的PCB/WCF改性沥青混合料优化设计

为改善废轮胎热解炭黑(PCB)改性沥青混合料的水稳定性,利用废弃鸡羽毛(WCF)的羊毛状纤维有益于沥青混合料水稳定性提升的特点,制备了AC-13 PCB/WCF改性沥青混合料。首先通过激光粒度仪,扫描电子显微镜与能谱仪分析了PCB与WCF的微观形貌与表面化学元素分布。然后基于响应曲面法(RSM)设计了PCB掺量、WCF掺量以及油石比对沥青混合料AC-13的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比影响的试验方案。最后通过方差分析(ANOVA)方法研究了3个自变量及其交互作用对沥青混合料的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比的影响,并建立了PCB/WCF改性沥青混合料AC-13性能预测模型。结果表明:PCB的粒径分布集中在197~358 nm,表面灰分会降低PCB与沥青的相容性;WCF羽轴两侧的羽片呈扇状分布,主要化学元素为碳、氮、氧、硫。由优化模型获得的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13最佳优化参数为,PCB掺量0.52%,WCF掺量0.36%以及油石比5.5%;对应预测值为空隙率3.85%,马歇尔稳定度11.79 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.56%;基于最优参数配合比制备的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13验证试验结果为空隙率3.69%,马歇尔稳定度11.6 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.9%,且都在95%置信区间内,表明模型具有较好的预测能力;优化设计的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13的预测值和试验验证值均满足中国改性沥青混合料的性能要求。

改性沥青SMA-13沥青混合料在改扩建公路施工中的应用

为研究橡胶改性沥青SMA-13沥青混合料在改扩建公路项目中的应用效果,文中以北京某高速改扩建项目为例,对改性沥青SMA-13沥青混合料进行配合比设计,并进行路用性能检测。结果发现,橡胶改性沥青SMA-13沥青路面的抗滑性能好,构造深度是规范值0.55的3倍,压实度各个随机测点均高于98%,且平整度的纵向高程标准差均小于1 mm,路面整体路用性能好。

温拌LDHs改性沥青混合料抗紫外老化性能及应用研究

采用层状双金属氢氧化物(LDHs)作为抗紫外添加剂,温拌剂作为降黏添加剂,制备了一种新型抗紫外沥青混合料。通过透射电子显微镜研究了LDHs的晶体稳定性,同时通过黏度试验研究了温拌剂的降黏效果,再通过物理性能试验、车辙试验、水稳定性试验研究了LDHs的最佳掺量及温拌LDHs改性沥青混合料的抗紫外老化性能,最后铺筑温拌LDHs改性沥青混合料试验段,对试验路用性能进行评价。结果表明:在170℃下,LDHs具有良好的晶体稳定性,温拌剂能显著降低LDHs改性沥青的黏度,LDHs能够有效提高温拌沥青混合料的抗紫外性能和力学性能,推荐实体工程中掺加LDHs质量与沥青质量之比为0.03。

橡胶改性沥青与SBS改性沥青对钢渣沥青混合料路用性能的影响对比

通过对比橡胶改性沥青与SBS改性沥青作为钢渣沥青混合料的胶结材料的性能差异,分析了不同改性沥青对钢渣沥青混合料路用性能的影响。实验采用沥青基础性能实验、车辙试验、马歇尔试验、冻融劈裂试验、肯塔堡浸水飞散实验、低温弯曲试验和体积安定性试验等方法,全面评估了两种改性沥青钢渣混合料的性能。结果显示,橡胶改性沥青钢渣混合料在低温抗裂性、高温稳定性、水稳定性和体积安定性方面相较于传统SBS改性沥青混合料有显著改善,且减少了沥青用量。同时,橡胶改性沥青混合料在提高钢渣路面疲劳寿命方面也表现出较好效果。

超韧改性沥青混合料薄层罩面性能研究

为研究超韧改性沥青混合料薄层罩面的路用性能,在SBS改性沥青中加入超韧改性剂制备超韧改性沥青,研究超韧改性沥青以及超韧改性沥青混合料的性能。通过沥青三大指标试验、老化试验以及135℃布氏黏度试验对比研究了超韧改性沥青和SBS改性沥青的性能;通过马歇尔试验、车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等对比研究了超韧改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料的体积指标和路用性能。结果表明:①超韧添加剂能够大幅度提高沥青的韧性,同时提高沥青的高温性能和抗老化性能;②超韧添加剂可以大幅度提高沥青混合料的高温稳定性、抗飞散性能和抗析漏性能;③超韧沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比相较SBS改性沥青混合料有一定提升,二者抗滑性能基本相同。

基于中法标准的改性沥青混合料性能评价

为了对比中、法两国沥青混合料性能测试评价体系的异同,分别对2种体系下典型混合料(AC-13和BBSG-14)的路用性能进行评价。采用FLEX 20改性沥青配制上述2种沥青混合料,并以中国标准体系下的马歇尔试件性能试验、浸水马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验以及法国标准体系下的复数模量试验、车辙变形率试验、多列士试验进行性能评价。试验结果表明:FLEX 20改性沥青混合料具有良好的高温性能、低温性能和水稳定性;AC-13的动稳定度是BBSG-14的6倍;AC-13的弯曲强度仅为BBSG-14的66%;在水稳定性方面,2种沥青混合料相差较小,但中国的评价方法更加严格。中、法两国对沥青混合料路用性能评价方法具有一定相关性,试验结果对于推进中、法两国沥青混合料路用性能评价体系具有重要意义。

岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料黏弹特性研究

为研究岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料的黏弹特性,采用沥青混合料性能试验机(asphalt mixture performance testing,AMPT)对不同岩沥青用量的复合改性沥青混合料在不同试验条件下的单轴动态压缩模量和相位角进行了测试,构建了动态模量主曲线,建立了动态模量预测模型。结果表明:当试验温度增大或加载频率降低时,岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料的动态模量逐渐降低;随着岩沥青掺量的增加,AC-20复合改性沥青混合料抗车辙性能提高,疲劳性能降低;测定的复合改性沥青混合料20℃动态模量接近于14000 MPa,符合高模量沥青混合料的技术要求;经测试,所构建动态模量预测模型的预测精度可达83%。

PU/SBS复合改性沥青及铺路混合料高低温性能研究

为讨论聚氨酯(PU)用量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青及铺路混合料高低温性能的影响,首先通过离析试验、动态剪切流变试验、低温弯曲梁流变试验分析了PU用量对SBS改性沥青储存稳定性和高低温流变性能的影响,然后以SBS改性沥青混合料为对照组,采用车辙试验、低温小梁弯曲试验探究了PU/SBS复合改性沥青混合料的抗高温性能和抗裂能力。结果表明,PU的添加不但提高了SBS改性沥青的储存稳定性,而且大幅度改善了SBS改性沥青及混合料的高温抗车辙能力和低温抗裂能力,建议PU用量为沥青的10%。

改性沥青混合料动态模量的多影响因素分析

为探明多因素作用下沥青混合料力学性能,采用UTM-25万能试验机测定添加3种外加剂(橡维联、抗车辙剂和PR-Module(PR.M))的混合料动态模量,研究其与外加剂、温度和频率的作用规律。结果表明:3种外加剂均可有效提升混合料力学性能,橡维联体现在改善其粘弹特性,抗车辙剂和PR.M表现于调节其内部嵌挤作用。5种沥青混合料的抗变形能力均随温度升高或频率降低而下降,但同时掺加橡维联和抗车辙剂可有效缓解其衰减趋势。较基质沥青混合料,频率变化对改性沥青混合料的影响程度更大,说明其弹性更强,抵抗高温变形的能力更优。温度升高导致不同沥青混合料相位角相异,且混合料承受荷载的主要因素改变,由低温时粘结力为主,过渡到高温时内部嵌挤作用为主。

橡胶改性沥青混合料路用性能研究

为探究橡胶改性沥青混合料与传统沥青混合料的路用性能差异,文中选用70号基质沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青进行不同类型沥青混合料(AC13、AC16和AC20)对比分析。结果表明,橡胶改性沥青PG高低温性能相对于SBS改性沥青均提高了一个等级,SBS改性沥青PG低温等级与70号基质沥青相同,但高温等级提高了两个等级。不同级配类型沥青混合料的水稳定性和低温性能均为AC13<AC16<AC20,高温稳定性为AC20>AC16>AC13。其中,以橡胶改性沥青混合料的路用性能最佳。

硅藻土改性沥青及其混合料路用性能试验研究

为研究硅藻土用量对沥青及沥青混合料的性能影响,以基质沥青与SBS改性沥青作为对照,基于针入度、软化点和延度试验,针对不同硅藻土用量(9%、11%、13%、15%)改性沥青的基本性能进行分析,并采用车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验,系统探讨了硅藻土改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明:硅藻土加入后明显提高了沥青的软化点和延度,降低了针入度;适量的硅藻土可明显提高沥青混合料的高温抗车辙能力和低温抗裂性、水稳定性,且在13%硅藻土时高温稳定性和低温抗裂性最佳;综合经济性考虑,建议硅藻土用量宜为13%。