基于重复蠕变恢复试验的化学改性沥青高温性能

为了探究多聚磷酸(PPA)和反应型三元共聚物(RET)改性沥青的高温流变行为,基于重复蠕变恢复试验,深入研究基质沥青、PPA改性沥青、RET改性沥青及SBS改性沥青在不同加载应力及温度条件下黏弹性响应的变化规律,从温度、应力等方面对改性沥青的延迟弹性进行分析,并将PPA,RET与SBS等3种改性沥青的高温性能进行比较,更加客观地评价PPA和RET两种化学改性沥青的高温性能.采用Burgers模型对试验数据进行拟合,分析了蠕变劲度黏性成分与混合料车辙试验动稳定度的相关关系.结果表明:PPA和RET的加入可显著改善沥青的高温抗变形能力,提高路面的抗车辙性能.

高温条件下SBS改性沥青重复蠕变恢复试验研究

应用重复蠕变恢复试验,改变加载次数、温度、应力水平等试验条件,分析比较了基质沥青和3种SBS改性沥青在高温条件下的黏弹性能变化规律。结果表明:随着温度的升高,沥青蠕变劲度的黏性成分Gv明显减小;在有限样本条件下,沥青低应力水平的Gv值与同温度SHRP指标G*/sinδ具有很好的相关性;SBS改性沥青的线黏弹范围小于基质沥青;SBS改性沥青在线性和非线性区域的高温性能存在差异,只有根据实际路面的受力特点选择合适的指标才能得到准确的评价结果。

多级应力重复蠕变恢复试验应用于沥青高温性能评价

选用8种不同种类的沥青材料,按照AASHTO TP70-13(2013)所规定的多级应力重复蠕变恢复试验(MSCR)进行了一系列试验。通过试验发现,在温度-Jnr双对数坐标下,沥青的不可恢复柔量与温度具有明显的线性关系,改性沥青与基质沥青相比表现出更为复杂的高温力学行为;另一方面,改性沥青的不可恢复柔量差Jnrdiff远大于基质沥青,按照AASHTO MP19-10(2013)中关于Jnrdiff不大于75%作为交通量等级划分指标对于某些改性沥青并不适用,该指标的应用值得商榷。

基于重复蠕变恢复试验的改性沥青延迟弹性研究

改性沥青在高温状态下有着复杂的流变性能。文中借助动态剪切流变仪,选择旋转薄膜短期老化(RTFOT)前后的2种普通沥青及4种改性沥青进行高温状态下的重复蠕变恢复试验,并根据中国实际情况,在60、70℃温度水平及120、300Pa应力水平进行100次加卸载,从应力、温度、老化等方面分析改性沥青与普通沥青的延迟弹性变形的区别,以评价改性沥青的高温性能。

基于多应力蠕变恢复试验的改性沥青高温性能研究

为了研究改性沥青在高温条件下的粘弹性能,选择3种改性沥青在不同温度下进行多应力蠕变恢复试验(MSCR)。采用Superpave性能规范的最新指标对3种改性沥青的高温性能进行评价。结果表明:在0.1 kPa时,PE改性沥青的平均恢复率R100最大,并且不随温度发生较大改变;随着温度的升高,SBS、GTR改性沥青平均恢复率减小;在3.2 kPa时,3种改性沥青的平均恢复率R3200较为接近;比较两种应力条件下的结果,在64℃、70℃时,PE改性沥青由于应力增大,平均恢复率显著下降,平均不可恢复蠕变柔量Jnr显著增大;因此,有必要考虑较大应力对改性沥青性能的影响。本试验结果与弹性恢复试验结果一致,可以考虑用MSCR代替弹性恢复试验。由于采用了较大应力的加载方式以及平均恢复率、平均不可恢复蠕变柔量等评价指标,MSCR能全面评价改性沥青的性能。

基于多应力蠕变恢复试验的温拌沥青高温性能

选择Evotherm^3G和EC120两种温拌剂加入基质沥青和SBS改性沥青中,配制温拌沥青.采用多应力蠕变恢复试验,对短期老化前后温拌沥青的高温性能进行评价.结果表明:两种温拌剂对沥青高温性能的影响表现出明显的差异性;Evotherm^3G温拌剂增加了沥青的应变,降低了沥青的蠕变恢复率,提高了沥青不可恢复蠕变柔量;EC120温拌剂降低了沥青的应变,提高了沥青的蠕变恢复率,降低了沥青不可恢复蠕变柔量;EC120比Evotherm^3G更能提升沥青的高温性能,但两种温拌剂均能不同程度地提高沥青的应力敏感性;短期老化提高了基质沥青的高温性能,但对改性沥青高温性能有所削弱.

基于多应力重复蠕变恢复试验的活性橡胶改性沥青胶结料高温性能评价

为研究活性橡胶添加剂对沥青胶结料高温性能影响的变化规律,该文通过多应力重复蠕变恢复试验,并结合传统的沥青高温评价指标,对掺加活性橡胶的沥青胶结料进行高温性能评价。研究结果表明:活性橡胶能够显著提高基质沥青的软化点和60℃动力黏度;降低沥青胶结料的不可恢复蠕变柔量Jnr,提高平均应变恢复率R;活性橡胶能够显著提高基质沥青的高温性能,不可恢复蠕变柔量Jnr、平均应变恢复率R与沥青的高温性能相关性较好,多应力重复蠕变恢复试验能较好地评价沥青胶结料的高温性能。

橡胶粉改性沥青重复蠕变恢复试验研究

利用高速剪切乳化机制备出5%、10%和15%的废旧轮胎橡胶粉改性沥青,利用动态剪切流变仪对基质沥青和橡胶粉改性沥青分别进行30℃、40℃、50℃和60℃温度条件下重复蠕变恢复试验。试验结果表明:掺加橡胶粉的改性沥青在高温条件下具有更优异的抗变形能力,能够提高沥青混合料的高温稳定性。

基于改进MSCR试验的胶粉SBS复合改性沥青高温蠕变恢复特性研究

为更准确地评价胶粉SBS复合改性沥青的高温性能,对现有多应力蠕变恢复试验(MSCR)进行改进。制备胶粉掺量为6%、9%、12%、15%和18%的复合改性沥青,对其进行了改进的MSCR试验,分析了复合改性沥青在不同应力水平下的不可恢复蠕变柔量(Jnr)和蠕变恢复率(R)指标,研究了复合改性沥青的应力敏感性。试验结果表明:胶粉的掺入提升了SBS改性沥青的高温性能;较高的应力水平(12.8 kPa)可以更为准确地评价其高温性能;J(nr, slope(12.8-0.1))是评价复合改性沥青的应力敏感性的合理指标,复合改性沥青在高应力下仍然有较好的高温性能;胶粉掺量大于12%时,复合改性沥青在高应力下的黏弹性恢复性能较好,具备重载交通下抵抗车辙的能力。

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。

短期老化作用下聚合物改性沥青重复蠕变恢复性能对比研究

应用重复蠕变恢复试验对橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青(CRMA)以及经过短期老化作用的橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青的高温性能进行评价。结果表明:橡胶粉改性沥青相对SBS改性沥青具有较好的高温抗变形能力以及高温变形恢复能力;短期老化作用在高温时对SBS改性沥青的抗变形能力和变形恢复能力有较大影响;压强对改性沥青的蠕变劲度的粘性成分G_v影响较小,温度对改性沥青的蠕变劲度的粘性成分G_v指标影响较大。

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。

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试验的温拌阻燃沥青高温性能评价与分级

本研究利用70号道路石油沥青和SBS改性沥青,将温拌剂(Sasobit)、氢氧化铝(ATH)和有机蒙脱土(OMMT)与沥青复配,制备成三种不同阻燃剂掺量(质量分数)的温拌阻燃沥青,采用多应力蠕变恢复(MSCR)试验开展对温拌阻燃沥青高温性能的评价。分别对温拌阻燃沥青在60℃下的应变变化、蠕变恢复率(R)、不可恢复蠕变柔量(J_(nr))及其相应应力敏感性指标(R_(diff)、J_(nrdiff))进行分析,并依据AASHTO M 332-20标准对不同阻燃剂掺量的温拌阻燃沥青进行交通分级。结果表明:随着阻燃剂掺量的提高,两种类型沥青的应变值减小,J_(nr)值呈减小趋势,R值呈增大趋势;阻燃剂掺量较低时,提高其掺量对沥青结合料的高温性能改善效果更加明显;温拌阻燃沥青(道路石油沥青)的J_(nr3.2)值不满足AASHTO标准中“≤4.5”的要求。温拌阻燃沥青的J_(nrdiff)值均能满足AASHTO标准中“≤75%”的要求。温拌阻燃沥青(道路石油沥青)未达到标准交通要求而无法分级,温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)在4%阻燃剂掺量下达到特重交通的标准,在8%、12%掺量下达到极重交通的标准,因此温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)的高温性能更好。基于对温拌阻燃沥青蠕变力学指标、高温交通分级和经济性的综合考虑,推荐复配阻燃剂(ATH、OMMT的质量比为3∶1)的最佳掺量为8%。

基于MSCR试验的生物沥青高温性能评价

通过高温分级试验和多应力蠕变恢复试验,研究了不同生物质重油掺量及温度下生物沥青的PG高温分级、不可恢复蠕变柔量、蠕变恢复率和应力敏感性,对比分析了基于AASHTO MP 19标准的生物沥青高温性能分级,并采用车辙试验验证了生物沥青混合料的高温性能.结果表明:综合等车辙因子临界温度对生物沥青的原样沥青的等级划分效果明显;生物沥青的恢复率较基质沥青和S100沥青大,蠕变柔量较基质沥青和S100沥青小;生物沥青的不可恢复蠕变柔量和蠕变恢复率应力敏感性随生物质重油掺量的变化不呈现明显规律,但应力敏感性随温度的升高而增大;64℃可作为低掺量生物沥青高温分级的基准温度.

生物结合料共混沥青的路用性能试验研究

为寻求石油沥青的替代产品,以生物结合料为原料,采用高速剪切法制备了不同质量共混比例(0%、5%、10%、15%、20%)的生物沥青共混物,通过沥青三大常规指标试验、DSR试验、BBR试验和重复蠕变恢复等试验进行了路用性能的综合评价。结果表明:生物结合料强度和高温性能存在不足,共混后将导致生物沥青的车辙因子G*/sinδ、软化点和蠕变劲度Gv等抗车辙性能指标下降;中等温度疲劳性能介于SBS改性沥青和基质沥青之间,共混后SBS改性沥青疲劳因子G*·sinδ有所降低,而生物基质沥青疲劳因子升高;同时,生物结合料能显著地提高沥青的低温抗裂性,表现为随着生物结合料增加,BBR试验的蠕变劲度S值减小和m值增加。

基于不同试验方法的沥青高温性能评价

为研究沥青材料的高温性能,利用动态剪切流变试验和多应力蠕变恢复试验的方法,选用70#基质沥青、SBS改性沥青及埃索高粘沥青进行对比试验,分析了它们在不同应力和温度条件下粘、弹响应的变化规律。实验结果表明:车辙因子忽略了沥青材料的延迟变形,用来评价改性沥青的高温性能存在着较大的不足;多应力蠕变恢复试验与路面抗车辙能力具有更好的相关性,用恢复率和不可恢复蠕变柔量等评价指标能更全面地评价沥青材料的高温性能。

复合改性硬质沥青混合料高温性能研究

单一的沥青路面已经无法满足高温环境下的重载要求,为了进一步提升我国重载道路的高温稳定性,相关研究人员应综合考虑高温、行车荷载及路面材料等复杂因素,开展相应的复合改性硬质沥青混合料研究,以提升路面高温稳定性。基于此,文章以SBS改性沥青为基础,针对夏季高温地区路面需求,运用AC-20沥青混合料进行改良。通过引入高模量剂、湖沥青、岩沥青的复合改性试验,成功合成了三种高性能复合改性硬质沥青及混合料。研究显示,这些复合改性硬质沥青在高温条件下展现出卓越性能,具备优良的抗变形和抗软化能力,特别适用于夏炎热区路面。此发现为在我国炎炎夏季广泛应用复合改性硬质沥青混合料奠定了坚实基础,为改善路面性能、延长路面使用寿命提供了新的路径,同时为夏季高温地区道路工程提供了创新性解决方案,标志着我国沥青技术在复合改性领域的重要突破。

沥青高温蠕变变形的粘弹性组成研究

选用8种沥青材料,根据AASHTO MP19所规定进行了多级应力重复蠕变恢复试验(MSCR),通过Burgers模型对沥青进行了粘弹性参数分析。沥青在46℃以上温度时弹性变形很小,基质沥青的变形以粘性变形为主导;聚合物改性沥青在相对较低温度时以变形延迟弹性变形为主,随温度进一步升高其粘性变形增大、弹性变形下降;聚合物改性沥青的延迟弹性变形比例可以在一定的温度区间内维持稳定,这个稳定区间的大小与加载应力相关。

基于MSCR试验的BRA改性沥青高温性能分析

为了更好地评价BRA改性沥青高温性能,对BRA掺量不同的改性沥青、SBS改性沥青进行了常规震荡剪切试验(DSR)和多应力蠕变恢复试验(MSCR),对比分析BRA改性沥青高温性能,并利用车辙试验验证BRA改性沥青混合料高温性能。结果表明:PG高温性能分级难以准确区分不同种类沥青高温性能;BRA的掺入能显著增强沥青的高温变形恢复能力及抗永久变形能力;在一定条件下,高BRA掺量改性沥青的抗永久变形能力与SBS改性沥青相当;BRA改性沥青的应力敏感性较SBS改性沥青而言更不易受温度变化的影响;J_(nr0.1)、J_(nr3.2)可作为BRA改性沥青高温性能评价指标。