高黏弹改性沥青的材料组成设计及性能分析

高黏弹改性沥青(HVE-MB)具有优异的黏弹特性,在道路新建及养护工程中广泛应用。采用SBS和橡胶粉等多种改性剂制备出不同类型的高黏弹改性沥青,探究不同类型改性沥青物理性能、流变性能及微观形貌的差异。结果表明:SBS和橡胶粉掺量的增加均可显著改善改性沥青的物理性能和流变性能,但改性沥青弹性恢复能力会随着橡胶粉掺量的提高而降低。通过调整高黏弹改性沥青的各改性剂的掺量,可改善高黏弹改性沥青各项性能,提高高黏弹改性沥青的黏度、弹性恢复性能、流动性和高温稳定性。

高黏剂对高黏弹改性沥青宏观性能和微观结构的影响

通过常规性能试验、动力黏度试验、弹性恢复试验和Brookfield黏度试验,研究了高黏剂种类和掺量对高黏弹改性沥青宏观性能的影响,利用荧光显微镜探究了改性沥青微观结构变化,评价了自主研发的高黏剂制备的STC-10高黏弹沥青混合料路用性能。结果表明:不同类型高黏剂均能显著降低改性沥青针入度,提高软化点和延度,但对60℃动力黏度和135℃黏度有不同影响。高黏剂掺量提高导致改性沥青中零散的聚合物微粒向网络结构转变,网络结构间出现明显过渡区,对改性沥青高低温性能的增强具有重要作用。STC-10沥青混合料各项性能指标均满足相关规范技术要求,证明高黏弹改性沥青和STC-10级配在超薄罩面中应用具有可行性。研究成果为新型高黏弹改性沥青在同步超薄罩面中的应用提供了科学依据。

不同掺量高黏弹改性剂对高黏弹复合改性沥青性能影响

为研究不同掺量高黏弹改性剂对沥青性能影响,选取市售SBS改性沥青及高黏弹改性剂作为原材料,在室内制备不同掺量高黏弹改性剂的复合改性沥青,并对制备的复合改性沥青进行常规性能及微观相态测定分析。结果表明,随着高黏弹改性剂掺量的不断增加,复合改性沥青25℃针入度呈现下降趋势,软化点呈现出明显增加趋势;高黏弹改性剂掺量增加对老化前后延度指标相对影响均较小,其数值基本取决于基础SBS改性沥青。不同高黏弹改性剂掺量下,复合高黏弹改性沥青微观相态均呈现出明显的空间网络结构,该结构主要是由SBS改性剂交联形成,高黏弹改性剂的加入会影响空间网络结构;复合高黏弹改性沥青微观显微相态界面显著,无明显化学发应现象,其改性过程以物理改性为主。

超薄磨耗层高黏弹沥青混合料抗反射裂缝性能

为评价超薄磨耗层用高黏高弹沥青混合料抗反射裂缝性能,采用改进的沥青罩面层测试(overlay tester,OT)试验,研究不同级配、沥青含量和粉胶比对高黏高弹沥青混合料抗裂性能的影响.结果表明,骨架密实型高黏高弹沥青混合料抗反射裂缝性能远高于AC-10和SMA-10,高黏高弹沥青混合料抗裂性能优异主要体现在产生裂缝的初始拉应力较大,抗裂衰减性能良好;增加沥青用量可以提高高黏高弹沥青混合料抗裂衰减性能,增加粉胶比有助于提高高黏高弹沥青混合料初始抗裂强度,但会降低混合料抗裂衰减性能,在粉胶比为0.80~1.20时,强度与抗裂衰减性之间达到较好平衡;为提高超薄磨耗层抗裂性能,建议高黏高弹沥青混合料采用骨架密实结构,最佳油石比范围为7.3%~7.9%,最佳粉胶比范围为0.80~1.20.研究结果可为超薄磨耗层抗反射裂缝性能的提高提供参考.

高黏弹沥青砂蠕变损伤模型

应用Kachanov损伤模型表征沥青砂损伤的增长变化律,将Burgers模型与损伤因子进行耦合,构建出能够描述高黏弹沥青砂3阶段蠕变全过程的蠕变损伤模型.借助高黏弹沥青砂的弯曲蠕变试验数据,利用最小二乘法,得到相关模型系数和蠕变损伤演化曲线.将此蠕变损伤模型曲线与试验结果及Burgers模型曲线进行对比研究.结果表明:该蠕变损伤模型能准确描述高黏弹沥青砂的蠕变3阶段特性,拟合相关系数达到0.998.

高黏弹火药粗碎装置的研制

为解决半溶剂法发射药双螺杆成型工艺中预混捏合后物料形状及大小的差异悬殊,导致双螺杆挤出成型机吃料困难、挤出速度不均匀问题,将民用行业适于湿固体物料用粗碎机,通过主要工作参数及安全技术措施的改进,加工出一台适于高黏弹火药用的粗碎设备CSZZ-200。通过代料和真料实验,验证了装置性能。结果表明,经该粗碎机粗碎后的粒料,外形尺寸相对均匀,粒间不黏连,经双螺杆挤出后,挤出速度均匀稳定,解决了双螺杆挤出机中的喂料和出料不均匀问题。

高黏弹超薄磨耗层技术在福建省高速公路养护中的应用

本文结合工程实际,将几种磨耗层的施工厚度、原材料、性能效果等重要指标进行对比分析,从原材料选择、生产配合比验证、施工工艺、路面技术状况等方面介绍了一种高性能薄层罩面技术(GT TECH高韧超薄沥青磨耗层技术),并对试验路段处治状况进行检测与评定,结果表明:加铺超薄磨耗层后的路段横向力系数明显增加,路面抗滑性能得到大幅提升,路面行驶质量得到明显改善。

富油型高黏高弹桥面铺装过渡层材料服役性能研究

针对混凝土桥面板铺装工程对铺装层材料的性能需求,提出富油型高黏高弹桥面铺装过渡层材料,开发出60℃黏度>70万Pa·s的过渡层材料专用高黏高弹改性沥青,研究了不同油石比、不同级配、不同厚度的过渡层材料与组合结构的服役性能规律.结果表明:富油型高黏高弹过渡层材料具备优异的高温、低温,以及水稳定性能,在组合结构的形式中与混凝土桥面板的25℃的剪切强度、拉拔强度分别达到0.98、0.71 MPa.动态荷载下,随着油石比与厚度的提高,组合结构试件的初始裂纹出现、裂缝扩展速度降低,起到阻止裂缝传递与反射的作用,在0.2应力水平下铺装层组合结构疲劳寿命可达到10万次.超薄组合铺装结构服役性能优异,可有效防止铺装层出现推移、拥包、开裂等桥面病害.

高黏高弹超薄改性沥青罩面在桥梁养护中的应用研究

在长期运营状态下,桥面沥青铺装层出现裂缝、车辙、骨料外露等病害,降低了驾驶的安全性和舒适性。文中以南照淮河大桥养护为背景,对高黏高弹超薄改性沥青罩面混合料的设计和施工控制过程进行研究,经过对专用级配混合料的试验和对施工后的桥面平整度、摩擦系数摆值、构造深度和渗水系数的验证发现,高黏高弹沥青具有优良的路用功能,有潜力成为桥面铺装层的一种新型材料。

高黏高弹改性沥青混合料路用性能与工程应用研究

针对当前开级配超薄罩面沥青混合料耐久性不足,以及密级配抗滑性能不足等技术问题,提出可采用半开级配的CDP-10沥青混合料,并对其组成和路用性能进行了研究;采用荧光显微镜试验与傅里叶红外光谱试验,探究了高黏高弹改性沥青的改性机理;通过马歇尔试验,确定了CDP-10沥青混合料的最佳油石比;采用车辙试验评价了混合料的高温稳定性;用浸水马歇尔稳定度试验、冻融劈裂试验结果评价了混合料的水稳定性;用渗水系数试验结果评价了混合料的透水性;确定了CDP-10沥青混合料实体工程的施工工艺,并在铺筑结束后对试验段进行了质量检测。研究结果表明:高黏高弹改性沥青微观网络状结构致密均匀;用OMNIC软件量化分析了成品沥青与离析试验上下部样品在966 cm~(-1)与1 377 cm~(-1)处的峰面积,发现其未发生明显变化,改性沥青热储存稳定性较好;CDP-10沥青混合料所用级配介于开级配与密级配之间,最佳油石比为5.1%,具有良好的高温稳定性、水稳定性和透水性。在实体工程应用中,还提出了CDP-10高黏高弹沥青混合料的施工温度控制范围。试验段施工完成后经检验质量状况良好,具有优异的排水性能与抗滑性能。因此认为,CDP-10高黏高弹沥青混合料有着广泛的应用前景。

超薄磨耗层高黏高弹沥青混合料性能研究

为给超薄磨耗层提供一种性能优良的沥青混合料,通过优化级配并以高黏高弹改性沥青为胶结料研制骨架密实型高黏高弹沥青混合料。借鉴SAC(stone asphalt concrete)级配设计方法,以8 mm为集料最大粒径,改变4.75 mm筛孔通过率得到骨架嵌挤程度不同的3种SAC-7级配。通过室内试验和控制变量的方法,分析级配、沥青用量、压实度、粉胶比等对骨架密实型高黏高弹沥青混合料路用性能影响。结果表明:当高黏高弹沥青混合料中粗集料嵌挤程度≥90%,油石比在7.3%~7.9%,粉胶比在0.8~1.2时,沥青混合料综合性能最优。采用SAC设计方法设计的高黏高弹沥青混合料应用于超薄磨耗层具有优良的路用性能,能够满足高等级道路养护需求。

低黏高弹改性剂对沥青及沥青混合料性能的影响

为延长路面有效碾压时间,保障超薄罩面的使用寿命,采用低黏高弹改性沥青作为超薄罩面的沥青胶结料。通过沥青常规性能试验、流变性能试验和混合料高低温试验、水稳定性试验、疲劳试验,分析低黏高弹剂对沥青及沥青混合料性能的影响。结果表明,在不影响沥青高温性能的前提下,低黏高弹改性剂能有效提高沥青的低温延度;低黏高弹改性剂A能缓解改性沥青因高温出现的弹性向黏性的快速转变;低黏高弹改性剂的增塑降黏特性使沥青混合料的密实性增强,水稳定性、低温性能及疲劳性能均优于SBS改性沥青混合料;除高温性能略低于低黏高弹改性沥青混合料B外,其余性能低黏高弹改性沥青混合料A均优于低黏高弹改性沥青混合料B;在较低温度下低黏高强改性沥青混合料A能获得较好的密实性,延长路面有效碾压时间。

高黏高弹超薄罩面在公路沥青路面更新改造中的应用探究

沥青路面作为一种柔性路面结构,是公路建设首选的结构方案,然而随着沥青路面使用年限的增加,路面会出现老化、松散、开裂及变形等问题,因此沥青路面需要更新。传统的铣刨翻新路面更新方案对于无结构性病害的沥青路面更新并不适用,作为一种新型的公路预防性养护技术,超薄罩面采用高黏高弹特种改性沥青作为胶结料,具有优异的高温、低温、弹性变形及抗老化性能,且超薄罩面混合料的强度、抗水损害性能、抗松散性能,及抗高温变形性能也显著优于普通改性沥青混合料和普通高黏沥青混合料。超薄罩面应用于公路沥青路面更新具有施工快速、效率高的特点,是公路沥青路面更新改造优选的技术方案。

高黏高弹改性沥青试验过程分析与思考

高黏高弹改性沥青对集料有着较高的粘结力、较大的握裹力以及较强的抗剥落性,常用于高等级排水沥青路面与城市透水路面中提升多孔沥青混合料力学性能,拥有其他普通改性沥青无法比拟的优势。优选3种不同的国产高黏高弹改性剂在适当的条件下制备高黏高弹改性沥青,参照CJJ/T 190—2012《透水沥青路面技术规程》与JTG/T 3350-03—2020《排水沥青路面设计与施工技术规范》对3种高黏高弹改性沥青性能的优劣进行初步评价,得到适用于高速公路排水路面的改性剂c和适用于城市透水路面的改性剂b,同时参照不同高黏高弹改性沥青的60℃动力黏度、黏韧性与韧性、离析等指标过大或不达标普遍异常的试验结果,重点分析产生原因并提出相应的解决措施,以期对高黏高弹改性沥青的推广与应用有所启发和帮助。

高黏高弹改性沥青在排水沥青混合料中的应用研究

为了将高黏高弹改性沥青应用于排水沥青混合料中,解决其高温稳定性、水稳定性差及使用寿命短的工程问题,通过在基质沥青中掺加橡胶粉和SBS改性剂制备高黏高弹改性沥青,开展针入度、软化点、黏度、多重应力蠕变和线性振幅等试验评价沥青性能,并进行冻融劈裂、汉堡车辙和渗水等试验评价其混合料性能。试验结果表明,在基质沥青中掺加SBS改性剂和橡胶粉后,沥青的针入度明显降低,而软化点和黏度明显增加,蠕变恢复率、车辙深度下降。表明高黏高弹改性沥青具有良好的高温性能,疲劳寿命较基质沥青明显提升;橡胶粉的加入使沥青混合料的水稳定性有所增强,使高黏高弹排水沥青混合料的渗水系数稍微下降但仍然可以保证排水沥青路面有足够的排水能力。通过对高黏高弹改性沥青和混合料的性能进行综合分析,建议橡胶粉的最佳掺量为20%。

环氧树脂与高黏高弹复合改性沥青钢桥面铺装施工技术研究

文中结合实际工程实践,对环氧树脂结构层+高黏高弹改性SMA10钢桥面组合铺装施工关键技术进行分析,详细介绍了环氧树脂与高黏高弹复合改性沥青、混合料的技术要求,以及环氧树脂结构层和高黏高弹改性SMA10结构层施工过程中需要关注的技术要点。通过对施工环节的把控,施工结束后的钢桥面铺装结构层具有优良的使用性能,有助于延长钢桥面铺装材料的使用寿命。

泡沫陶瓷球壳与高黏弹沥青热压复合板材研制及其抗爆性能试验研究

针对成层式防护结构中砂土分散层抗爆性能低、易吸水板结的局限性,自主研制了一种可用于分散层的泡沫陶瓷球壳与高黏弹沥青热压复合板材,通过集团装药化爆试验对复合板材进行了抗爆性能研究。研究结果表明,所研制的复合板材具有优异的抗爆性能,其地冲击衰减系数为4.15~4.2,远高于砂土的1.5~3.5。复合板材具有多重应力波衰减机制,包括黏弹性本征衰减、材料破坏引起的衰减、空穴绕射效应引起的衰减和界面相阻尼衰减。同时,复合板材在防水防潮和地下工程环境适应性方面也具有明显的优势。

基于高黏高弹改性沥青的高速公路施工技术研究

本文结合临临高速公路施工的实际需求,分析了高黏高弹改性沥青的特点,探讨了高黏高弹改性沥青在高速公路工程中的施工技术要求及技术特点,并根据工程施工时存在的问题提出改进措施,促进了其在实际工程中的推广和应用。

高黏高弹乳化沥青性能及超黏磨耗层应用分析

为了改善预防性养护磨耗层与原有道路的结合效果和使用寿命,采用黏性、弹性都很强的改性乳化沥青作为预防性养护材料,并对其进行了矿料级配试验研究。主要结论:①掺加4.5%SBS改性剂和1.0%的增黏剂后,沥青软化点达到88℃、拉拔黏结强度1.3MPa、延度58cm,比常规的改性乳化沥青具有更好的性能表现;②对超黏型磨耗层进行冷拌冷铺施工工艺试验研究,结果表明:通车半年后,高黏高弹乳化沥青磨耗层与下承层结合牢固,未出现明显脱落、滑移等现象。

低黏高弹改性沥青材料性能研究

为低黏高弹改性沥青材料对沥青及沥青混合料性影响,对从低黏高弹改性沥青的三大指标、高温流变性能、低温蠕变性能,低黏高弹改性沥青混合料高温稳定性能、水稳性能、低温抗裂性能进行研究。研究结果表明:低黏高弹改性沥青和沥青混合料的高温性能、低温性能以及水温性能均满足规范要求。