基于线性振幅扫描试验的沥青胶结料疲劳性能研究

为准确评价沥青胶结料疲劳特性,采用线性振幅扫描(LAS)试验测试了3种基质沥青和2种SBS改性沥青的疲劳参数,并与疲劳因子进行了比较。结果表明,随着测试温度的升高,沥青胶结料抗疲劳性能增强;基质沥青和改性沥青在疲劳性能上存在较大差异,基质沥青的疲劳因子和疲劳失败温度均高于改性沥青,而改性沥青在线性振幅扫描过程中能够在达到峰值剪切应力后,维持一段时间的高应力状态再下降,并且其疲劳寿命均大于基质沥青;不同的测试方法对于改性沥青疲劳性能评价结果的一致性较好,而基质沥青疲劳性能排序受到测试方法的影响。

全程老化沥青中温抗疲劳性能及预测模型研究

为分析老化沥青胶结料的中温抗疲劳性能,以三种基质沥青和两种改性沥青为试验材料,基于线性振幅扫描试验和黏弹性连续损伤模型,建立了预测模型。结果表明,在线性振幅扫描试验中,随着频率的增大和老化时间的延长,沥青的复合剪切模量增大,相位角减小;改性沥青的相位角明显小于基质沥青,表明改性剂可以增强沥青胶结料的弹性;基质沥青的疲劳寿命随老化时间延长而缩短,其变化存在一个平缓过渡期;精度检验结果表明,建立的非线性预估模型拟合程度高,可用于不同老化时间沥青胶结料疲劳寿命的预测;推荐采用残留疲劳寿命作为老化沥青胶结料中温抗疲劳性能工程的判断指标,并针对不同类型沥青提出了相应技术要求。

沥青疲劳试验方法评价

Superpave规范中通常采用疲劳因子G^*sinδ来表征沥青的疲劳性能,但疲劳因子G^*sinδ是在线黏弹性范围内测得的,本质上属于线黏弹性模量类的指标,不能合理表征材料的疲劳损伤特性。基于此,该文采用疲劳因子G^*sinδ测试、弹性恢复试验、多应力蠕变恢复(MSCR)试验、线性振幅扫描(LAS)试验、双边缺口拉伸(DENT)试验对6种沥青的疲劳性能进行了表征,并采用沥青混合料推拉疲劳试验进行验证,旨在找出更为合理的沥青疲劳性能评价方法。通过对比沥青试验和沥青混合料推拉疲劳试验的结果,证实了G^*sinδ、MSCR试验和LAS试验的结果与对应沥青混合料疲劳性能的关联度较差。DENT试验和弹性恢复试验的结果与沥青混合料疲劳试验结果具有相同的疲劳等级,相较完全经验性的弹性恢复试验,DENT试验更为基础,推荐采用DENT试验评价沥青疲劳性能。

不同温拌剂对高黏沥青流变及微观特性影响研究

高黏沥青已在我国取得广泛应用,向高黏沥青中添加温拌剂可改善其施工和易性,但目前系统性分析不同温拌剂对高黏沥青流变性能和微观特性影响的研究较少。本工作先用布氏黏温曲线确定不同温拌剂(ACMP、Sasobit、WCO、Evotherm)对高黏沥青降黏效果相同时对应的掺量,并利用红外光谱试验从分子层面分析不同温拌剂对高黏沥青微观特性的影响,再利用温度扫描、蠕变试验、线性振幅扫描试验(LAS)研究不同温拌剂对高黏沥青流变性能的影响。研究结果表明:Sasobit为蜡质温拌剂,在温度低于熔点时以晶体状态存在,使得高黏沥青的高温性能和蠕变恢复性能得到提升,但低温性能和抗疲劳性能下降。温拌剂Evotherm为季铵盐表面活性剂,加入其可改变沥青质分子间的表面张力,不利于高黏沥青的高温性能和抗疲劳性能。温拌剂ACMP、WCO具有润滑作用,加入它们可提高高黏沥青的抗疲劳性能。综合不同温拌剂对高黏沥青物理性能、流变性能及微观特性影响分析,推荐采用ACMP温拌剂。

沥青路面低温型灌缝胶制备及性能研究

【目的】研究低温型灌缝胶各添加剂的最佳掺量,有效延长道路使用寿命。【方法】在改进灌缝胶制备工艺的基础上,以不同掺量的灌缝胶为研究对象,利用主成分分析法进行掺量比选,通过低温弯曲梁流变(BBR)试验、线性振幅扫描(LAS)试验及黏度试验分别评价灌缝胶的流变性能、疲劳性能和黏聚性能,以获得低温型灌缝胶各添加剂的最佳掺量。【结果】低温型灌缝胶中苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、增容剂、增塑剂、废胶粉、稳定剂及增黏剂等添加剂的最佳掺量分别为:6%、2%、2%、12%、14%及7%;常规性能指标按重要性从高到低排序依次为:流动值、锥入度、软化点、延度、弹性恢复率;最佳掺量的灌缝胶疲劳寿命为2.81×10^(9)次。【结论】添加剂掺量与疲劳寿命并无一致性,研究成果可为低温型灌缝胶添加剂掺量及性能研究提供参考。

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%。

集料表面状态对沥青混合料界面结合性能及抗水损害性能的影响

采用多应力蠕变恢复(MSCR)试验和线性振幅扫描(LAS)试验分析细粒土掺量对沥青胶浆高温性能和应力应变响应的影响,利用黏附性试验(水煮法)和接触角试验分析研究水分、细粒土掺量对沥青集料界面结合性能的影响。同时,研究细粒土掺量变化和集料温度变化对沥青混合料性能影响。结果表明:当细粒土掺量超过1%时,沥青高温抗变形能力逐渐增加,沥青混合料抗水损害能力逐渐降低。集料表面的水分比沥青有更高的润湿性,能严重阻碍沥青与集料的黏附与黏结,降低沥青混合料的抗剥落性能。随着集料温度升高,沥青混合料残留稳定度和冻融劈裂强度比先增大后减小,并在180℃时达到最大。