不同类型聚合物改性沥青混合料性能研究

沥青混合料的性能对路面在使用寿命内的服役性能有重要影响,因此提高沥青混合料的各项性能具有重要意义。文章选用不同类型的聚合物对沥青进行改性,在室内制备聚合物改性沥青混合料,开展车辙试验、动态模量试验和疲劳性能试验。试验结果表明:无定形聚合物改性沥青在抗车辙性能(高温性能)、低温性能、疲劳性能方面均优于90#沥青混合料和LDPE+EVA聚合物改性沥青混合料,这两种聚合物改性沥青均能显著提升90#沥青混合料的高温性能,并且掺量越高,改善程度越明显,但LDPE+EVA聚合物改性沥青混合料仅在抗车辙性能方面优于90#沥青混合料,在低温性能和疲劳性能方面没有明显优势。综合而言,无定形聚合物改性沥青混合料的高温性能、低温性能和疲劳性能均优于90#沥青混合料和LDPE+EVA聚合物改性沥青混合料。

冻融循环对聚合物改性沥青混合料的抗裂性能影响

为了研究冻融破坏对寒冷地区常用路面材料抗裂性能影响,通过半圆弯拉试验,并利用断裂韧度指标分析冻融循环次数和盐浓度对SBSMM、CRMM和CCRMM抗裂性的影响。结果表明:SBSMM、CRMM和CCRMM三种聚合物改性沥青混合料抗裂性能随着冻融循环次数和盐浓度的增加而减小,并且在冻融循环达到20次时趋于稳定;对比冻融循环次数和盐浓度变化对混合料抗裂性能影响发现,冻融循环次数对混合料抗裂性能影响更加显著;对比三种聚合物改性沥青混合料在不同冻融循环次数和盐浓度下的断裂韧度变化可以得出,CCRMM的抗裂性能最好,CRMM次之,SBSMM最差。

聚合物改性沥青混合料在公路工程中的应用浅析

通过配比和施工条件的良好控制,聚合物(SBS)改性沥青在沥青路面中的使用能明显提高其低温耐久性和高温稳定性。本文将根据实际养护工程的施工试验情况,简要讲述聚合物SBS改性沥青的施工技术要求。

地聚合物改性沥青混合料性能试验研究

为研究地聚合物用量对沥青混合料路用性能的影响,通过一系列室内试验分别研究了不同掺量(3%、5%和7%)地聚合物的改性沥青混合料高低温和水稳定性、抗疲劳性能,并以70#基质沥青与SBS改性沥青作为对照组,试验结果表明,地聚合物可大幅度改善沥青混合料的高温抗车辙能力和抗水损害性能,但受其自身材料特性作用,对于沥青混合料的低温抗裂性和抗疲劳特性具有一定不利影响,在实践应用中须严格控制其用量。

AMPS聚合物改性沥青混合料性能研究

为了改善北方季节性冰冻区橡胶SBS复合改性沥青路面长期低温积雪及氯盐融雪剂冻融循环作用下的路用性能,该研究从原材料性能出发,在AC-13C改性沥青混合料中掺入0.8%的抗高温、抗盐胀AMPS高分子聚合物制备成SAC-13C橡胶SBS复合改性沥青混合料。通过配合比设计,确定混合料矿料级配及最佳油石比。通过对AC-13C及SAC-13C混合料进行高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害及疲劳等路用性能研究得出:0%盐浓度冻融循环5次、4%盐浓度冻融循环5次两种试验环境下两种沥青混合料路用性能均有不同程度的降低,SAC-13C混合料降低幅度较小;0.8%AMPS的掺入能有效改善橡胶SBS复合改性沥青混合料盐冻融循环作用下的路用性能。

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。

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。

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。

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%。

基于数字散斑相关法的聚合物改性沥青混合料抗裂性能

为分析冻融循环对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)和橡胶粉(CR)改性沥青混合料抗裂性能的影响,首先,分别对盐溶液冻融循环和水溶液冻融循环改性沥青混合料进行了半圆试件弯拉试验,同时采用数字散斑相关法(DSCT)对加载过程试件表面的散斑图像进行处理,提取试件表面随着载荷变化的位移场和应变场信息;然后,通过分析变形场信息确定沥青混合料的抗裂性能,并与断裂韧性试验结果进行对比。结果表明:水平应变较适合用于对沥青混合料的抗裂性能开展特性研究;由水平应变-时间曲线可知,冻融循环后SBS和CR改性沥青混合料的抗裂性能均有所劣化,且盐溶液冻融循环对沥青混合料抗裂性能的影响要大于水溶液冻融循环的;与SBS改性沥青混合料相比,CR改性沥青混合料的抗裂性能较好。所得结论表明DSCT的分析结果与断裂韧性试验的分析结果一致,采用DSCT评价沥青混合料的抗裂性能是可行的。

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。

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。

高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能对比研究

为对比研究高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能,选取5种不同类型混合料级配和3种改性沥青设计出8种沥青混合料进行疲劳试验。结果表明:1)高掺量胶粉改性沥青混合料路用性能较SBS改性沥青类混合料优越;2)40%胶粉改性沥青不同级配类型混合料疲劳性能整体优于30%胶粉改性沥青混合料,且疲劳性能优势随着应变水平提高呈先增大后减小的趋势;3)相较SBS改性沥青类混合料,胶粉改性沥青混合料疲劳性能具有明显的优势;4)随着公称最大粒径增大,同一掺量胶粉改性沥青其不同级配类型混合料的疲劳性能呈下降趋势,且随着应变水平增加,疲劳寿命逐渐降低。

地聚合物胶凝改性沥青混合料粘附性及耐久性试验研究

研究公路用地聚合物改性沥青混合料耐久性。使用水玻璃、钢渣、偏高岭土等材料制备地聚合物,通过外掺法使用地聚合物制备地聚合物改性沥青混合料,利用耐水损伤、待低温开裂和冻融循环试验,确定公路用地聚合物改性沥青混合料耐久性。结果表明:地聚合物用量越多,地聚合物改性沥青混合料的湿轮磨耗值越小。在5.5%地聚合物用量时,地聚合物改性沥青混合料的耐水损伤情况最好;地聚合物含量超过4.5%时,能够保证地聚合物改性沥青混合料具有较好的低温抗裂性能;在冻融循环作用下,大量使用地聚合物会降低改性沥青混合料的耐久性。在5.5%地聚合物用量时,地聚合物改性沥青混合料耐久性最好。

SBS与胶粉复合改性沥青制备及多孔混合料性能评价

为利用废胶粉(crumbrubber,CR)制备用于多孔沥青混合料(porousasphalt,PA)的高黏改性沥青,通过SBS与CR复合并添加增粘剂与稳定剂制备了高黏改性沥青,根据针入度、软化点、延度和60℃动力黏度确定了SBS与CR的最佳比例及增黏剂用量,并研究了PA-13的路用性能。结果表明:SBS与胶粉对沥青针入度和软化点具有一定改善作用,然而SBS对沥青延度改善作用有限且胶粉对其有负面影响;SBS与胶粉均能提高沥青的动力黏度,且根据性能推荐高黏改性沥青中SBS、胶粉、增粘剂的用量分别为5.5%、14%、3%;PA-13路用性能测试成果表明自制的高黏改性沥青能够为混合料提供杰出的高低温和水稳定性。此外,与高黏沥青相关文献相比,自制高黏沥青性能优良。

废旧聚乙烯塑料改性沥青混合料耐老化性能分析

【目的】分析废旧聚乙烯塑料(Polyethylene,PE)改性沥青混合料的耐老化性能。【方法】通过车辙试验、单轴贯入试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验来评价老化前后不同类型沥青混合料的性能。【结果】试验结果表明:在短期和长期老化后,PE和SBS改性沥青混合料的动稳定度和贯入强度的增加幅度分别为12%~18%、25%~35%,水稳定性能和低温性能均满足规范要求;普通沥青混合料的动稳定度和贯入强度增加幅度分别为30%~35%、60%~70%。只有短期老化后的水稳定性能和低温性能才能满足要求。【结论】PE和SBS改性沥青混合料耐老化性能基本相当,且明显高于普通沥青混合料。PE改性剂可抑制或减少自由基的产生,能显著减缓改性沥青的氧化老化程度。

含纳米二氧化硅的聚乙烯改性沥青混合料疲劳和力学性能研究

【目的】通过制备不同纳米二氧化硅掺量的复合改性沥青来研究纳米二氧化硅对聚乙烯改性沥青混合料性能的影响。【方法】通过四点弯曲疲劳试验、劲度模量试验、间接拉伸强度试验来分析纳米二氧化硅复合改性沥青混合料的性能。【结果】试验结果表明:当纳米二氧化硅掺量从1%增加到4%时,混合料的疲劳寿命、劲度模量和间接拉伸强度先增大后减小;当纳米二氧化硅掺量为3%时,混合料在20℃和30℃时的疲劳性能均最优;当纳米二氧化硅掺量为2%时,劲度模量和间接拉伸强度最优,且短期老化后的间接拉伸强度降幅最小。【结论】综合考虑各项性能指标,纳米二氧化硅的最佳掺量为2%~3%,此时复合改性沥青混合料疲劳和力学性能可提高40%以上。

聚氨酯改性沥青混合料的性能试验检测

常规基质沥青作为常规路面的主体材料,在公路交通流量和汽车荷载作用下,其使用寿命问题日益突出,主要是因为常规基质沥青路面,在耐久性方面存在一定的局限性,而且该材料还具有较高的温度敏感性,所以目前提升材料的性能已成为迫切需要解决的难题。聚氨酯材料属于热固性高分子聚合物材料,其优异的弹性及耐老化特性使其成为养护施工中的新型材料。研究结果显示:在沥青中加入聚氨酯改性剂后,其沥青混合料的耐热性能得到了显著地改善。但是,现有的成果还没有被应用到实际中去,主要是因为聚氨酯改性沥青混合料性能还不够完善。为此,项目提出将聚氨酯改性剂应用于AC-13沥青路面,通过试验并将其应用于我国公路施工中。本文首先陈述了试验原材料与配比设计,其次分析了改性沥青的制备工艺,最后针对沥青混合料性能试验与分析做了进一步的研究,以供参考。