基于BBR试验增塑剂对沥青低温性能的研究

沥青路面的低温性能在很大程度上受沥青粘合剂的低温性能影响,采用BBR试验,分析了不同增塑剂用量下沥青的低温性能,研究不同增塑剂对沥青低温性能的影响。

运用针入度指数法及BBR试验评价沥青的低温性能

运用针入度指数法及BBR试验两种方法对我省曾采用的两种沥青进行低温性能评价，根据我省的气候条件，两种沥青均不宜直接作为沥青结合料，应采取改性措施。针入度指数法是评价沥青感温性的重要指标，操作简单；BBR试验比较科学地反映沥青材料的粘弹性，对工程设计中沥青等级的确定和品质的验证有较强指导性。

BBR试验的沥青低温性能及粘弹性分析

采用低温小梁弯曲试验(BBR)对6种不同种类的沥青低温性能进行评价,利用时间温度等效原理获得了沥青的低温劲度模量主曲线,通过Burgers模型方程对BBR蠕变劲度曲线及其劲度模量主曲线进行拟合.结果表明:沥青的劲度模量衰减速度依赖于温度,温度越高、低温性能越好,劲度模量衰减速度越快,且在蠕变的起始阶段衰减最迅速;Burgers模型方程对BBR蠕变劲度曲线及劲度主曲线均具有较高的拟合程度;蠕变劲度曲线及劲度主曲线在拟合时首尾两端相对误差较大,中间段相对误差小,同时BBR试验劲度度曲线的拟合相对误差明显小于模量主曲线的相对误差.

基于BBR试验的纤维沥青结合料低温性能研究

为了研究纤维对沥青低温性能的影响,本文选用了三种常用的路用纤维以不同掺量进行纤维沥青结合料的制备,通过-12℃以下的BBR试验得到了聚丙烯纤维、聚酯纤维和聚丙烯腈纤维沥青结合料的劲度模量S和蠕变速率m等低温指标。结果表明:聚丙烯纤维、聚酯纤维及聚丙烯腈纤维的最佳掺量分别为3%、3%和4%,并且在此掺量下,聚丙烯纤维对沥青低温性能的改善效果最好,其次是聚酯纤维,聚丙烯腈纤维最差。

基于BBR试验的沥青低温性能差异性分析

BBR试验是一种常用于评价沥青低温性能的测试方法,利用相应的PG分级来区分不同类型沥青低温性能之间的差异性。然而此方法存在一定的不足,即不能准确评价处于同一PG分级上沥青之间低温性能的差别。因此,为研究处在同一PG低温分级温度档上不同沥青低温性能之间的差异性,研究选取三种进口沥青作为研究对象并分别进行基本指标检验和BBR试验,同时根据BBR试验结果引入PG连续分级温度Tc、沥青低温柔量k和沥青小梁跨中挠度δ三种指标来评价处于同一PG分级上的不同沥青之间低温性能的差异。研究表明:利用PG低温连续分级温度Tc、基于S(t)和m指标建立的沥青低温柔量k和沥青小梁跨中挠度δ来评价的所选三种沥青低温抗裂性能得到的结果具有一致性;这说明三种评价指标具有比较高的置信度和合理性,在工程中可以采用,能准确区分出同一PG分级上不同种类沥青的低温性能,弥补了PG低温分级的不足,为实际道路施工提供了理论支持,尤其是对于寒区道路建设具有较大的参考意义。

加拿大改进的沥青弯曲梁流变试验(EBBR)介绍

沥青路面低温开裂破损现象非常普遍,目前国际上广泛采用SHRP提出的沥青弯曲梁流变试验(BBR)进行预防,但低温开裂现象仍然普遍存在。该文介绍加拿大安大略省基于BBR试验而成功研究和推广应用的改进弯曲梁流变试验(EBBR)方法,该方法致力于完全避免或减少沥青路面早期开裂或过量开裂问题。EBBR将BBR中的1个低温养护温度、1h养护时间及1个低温测试温度的试验方法进行了拓展,提出了2个低温养护温度、3个养护时间、2个低温测试温度的试验方案,除常规蠕变劲度及其变化率指标外,增加了低温等级损失指标来评价路面沥青的低温性能。该文重点介绍了EBBR与BBR方法的差异、试验方案、数据采集方法、数据计算分析方法、研究推广应用情况等。

EBBR试验下沥青结合料低温性能评价指标

聚焦沥青结合料低温性能评价指标,基于流变学的弯曲梁流变仪试验、改进弯曲梁流变仪试验,分别分析了实际路面回收沥青、老化后的基质沥青、改性沥青低温流变性能规律;利用传统劲度模量及模量变化率指标展开了沥青的低温性能评价,提出了等效低温设计温度指标与温度差异值指标;在不同养护环境下进行模拟,利用低温等级损失指标对新制备、回收沥青展开了低温物理硬化影响因素研究;利用不同来源、不同品种沥青试验结果相互验证,从抗干扰能力、稳定性、评价准确度、直观性与指标获取难易程度等方面对上述指标进行分析,确立了4类指标对沥青低温性能的区分与评价能力。研究结果表明:回收沥青的实验室流变分析能够反映路面结构的低温抗裂水平,开裂严重路段沥青的模量明显高于其他路段,其数值差异可达130 MPa;新制备的SBS改性沥青与回收沥青低温加载规律一致性高,模量偏差低于15%,可有效搭建起实验室研究同实际路面病害处理需要的关系;传统指标数据稳定性偏弱,置信度仅为64.7%~82.3%,难以满足研究需要,温度差异值指标及低温等级损失指标在应用方面同样受到制约,对此仍需开展更多深入的研究。

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。

30^#硬质沥青及其混合料低温性能试验研究

通过对硬质沥青(AH-30#)、重交沥青(AH-70#)、SBS改性沥青进行BBR试验,对比研究了30#硬质沥青的低温性能;并通过对4种不同的沥青混合料进行低温弯曲试验和直接拉伸试验,分析了30#硬质沥青混合料的低温抗裂性能。结果表明:硬质沥青混合料适用于河南省沥青路面的中下面层铺装。

基于蠕变试验的沥青材料温度-老化等效性原理研究

为了得到沥青的温度-老化等效性关系,通过材料的自由体积理论推导了表征时间-温度等效关系的WLF方程,粘弹性材料力学行为的主要特征是它的时间相关性,其本质在于材料内部时钟或特征时间的存在,这个特征时间受多种因素的影响,研究材料特征时间变化往往采用材料粘度的自由体积理论,老化同样影响材料的粘度,用弯曲梁流变仪(BBR)进行不同温度、不同老化程度下的蠕变试验,由蠕变试验结果推导了沥青的时间-温度、时间-老化、温度-老化等效关系式,据此可以对不同使用年限条件下的沥青路面进行力学和结构分析。

硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的低温流变性能试验研究

已有研究表明,硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的高温性能明显好于基质沥青,而对其低温性能改善作用仍不明确。为了评价硅藻土-玄武岩纤维复合改性材料对沥青低温性能的作用,通过BBR试验对6组不同掺量的硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青低温流变特性进行研究。选用Burgers模型描述复合改性沥青的低温流变行为,获取相应粘弹性参数对其低温流变性能进行分析。结果表明,Burgers模型对硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的流变行为拟合效果理想。硅藻土的加入削弱了沥青的低温性能,随着玄武岩纤维质量分数的增多,沥青的低温抗裂性能和应力松弛能力先降低后增加。相比于基质沥青,掺量为(7. 5%和4%)的硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的低温性能得到提高,并且硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的低温抗裂性优于硅藻土改性沥青。

不同标号沥青的弯曲梁流变试验对比分析研究

使用沥青进行弯曲梁流变试验的方法,来对中海油泰州牌的3种不同标号沥青进行低温性能对比分析,根据河南省的气候条件,3种沥青均可直接作为沥青结合料,BBR试验比较科学地反映沥青材料的粘弹性,对工程设计中沥青等级的确定和品质的验证有较好的指导性。

蠕变试验下的橡胶沥青粘弹性能研究

通过弯曲梁流变试验(BBR)得到的蠕变劲度指标,是表征沥青胶结料在低温条件下变形和拉应力的可靠指标。通过不同低温条件下得到的蠕变劲度模量,推导橡胶沥青在BBR试验中的蠕变规律,并建立模型对结果进行模拟分析,最后通过理论模型与试验结果的对比,认为所建立的本构模型能够较准确的反映橡胶沥青的粘弹性能,具有非常明确的物理意义。

蠕变试验下的橡胶沥青粘弹性能研究

通过弯曲梁流变试验(BBR)得到的蠕变劲度指标,是表征沥青胶结料在低温条件下变形和拉应力的可靠指标。通过不同低温条件下得到的蠕变劲度模量,推导橡胶沥青在BBR试验中的蠕变规律,并建立模型对结果进行模拟分析,最后通过理论模型与试验结果的对比,认为所建立的本构模型能够较准确的反映橡胶沥青的粘弹性能,具有非常明确的物理意义。

基于弯曲梁流变试验和黏弹性理论评价沥青低温性能研究

通过对长期老化状态下的90#基质沥青、SBS改性沥青、极寒沥青和橡胶沥青在不同低温(-12,-18,-24和-30℃)条件下进行低温弯曲梁流变(BBR)试验,分析了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m随温度的变化规律;基于分数阶微分理论,证明了黏弹性材料的黏弹性行为分数阶演算,并采用分数阶导数黏弹性模型对沥青BBR蠕变劲度曲线进行拟合,确定了相关的模型参数和物理意义。同时,基于分数阶导数黏弹性模型构建了沥青低温蠕变劲度模量S和蠕变速率m之间的物理方程。结果表明,BBR试验了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m与温度的关系,由于沥青会发生玻璃化转变,在温度低于-18℃时,其4种沥青的蠕变劲度模量S和蠕变速率m往往会发生突变,不会呈现显著的线性变化;分数阶导数黏弹性模型能够更加精确地描述BBR试验中的沥青低温性能,模型参数A和分数阶导数阶次α具有物理意义。参数A表示沥青低温变形因子,参数A值越大4种沥青的低温抗裂性越好;分数阶导数阶次α表示沥青低温松弛因子,α值越大,4种沥青的沥青低温松弛能力越强,分数阶导数阶次α可较好地预估沥青的低温蠕变速率m;基于分数阶导数黏弹性模型,沥青低温蠕变劲度模量S和蠕变速率m之间的物理方程可以采用蠕变柔量速率J′(t)表征,并通过增大模型参数分数阶导数阶次α,可以得到更大的蠕变柔量速率J′(t),以提高沥青低温抗裂性能,故蠕变柔量速率J′(t)是一种能够很好地表征沥青低温性能的指标。

RET改性沥青高低温性能试验分析

采用沥青3大指标试验、DSR试验和BBR试验比较不同掺量RET改性剂的改性沥青技术性能,对RET改性沥青混合料进行高温车辙试验和低温小梁3点弯曲试验,验证RET改性剂对沥青高、低温性能的影响作用。试验结果表明:RET改性剂掺入沥青后,25℃针入度值降低,软化点和5℃延度值均有所增加;RET改性沥青的高温临界温度和沥青混合料动稳定度值均随着RET掺量的增加而提高;随着RET掺量增加,改性沥青蠕变劲度降低、蠕变曲线斜率增加,且混合料的弯曲应变能密度也会不断增加。

沥青弯曲蠕变劲度试验介绍

在寒冷地区,沥青低温开裂问题尤为普遍,为此SHRP计划通过沥青弯曲蠕变劲度(BBR)试验进行控制沥青在低温环境下的性能。该文重点介绍沥青弯曲蠕变劲度试验原理、试验方法,并通过试验案例,用数据简单直接的表明弯曲梁流变仪蠕变劲度S和蠕变速率m值,进而进行沥青低温性能评价。

填料型硅藻土改性沥青胶浆试验研究

通过常规指标试验和SHRP规范中的高温动态剪切(DSR)试验、低温弯曲蠕变(BBR)试验对不同类型硅藻土的硅藻土改性沥青胶浆的路用性能进行了研究,提出路用硅藻土技术指标。

基于180s劲度模量的低温开裂指数预测

提出了一种通过材料性能测试,预测5~10年状况下沥青路面实际开裂的方法。依托开裂指数同沥青材料低温性能的关系,利用CAM模型(一种数学模型)拟合得到了5类常用沥青的180 s劲度模量值,预测并提出了PAV(压力老化)状态下各类沥青的开裂指数。通过数据分析,验证了该种模拟方式预测的准确性。借助长吉高速实地芯样开裂情况调研,验证CI值(低温开裂指数)对沥青路面实际开裂水平的预测效果。结果表明,CAM模型下得到的沥青梁180 s模量计算方法简单,数据置信度高,预测得到的SBS改性沥青开裂指数与路面实际开裂水平一致,证明了利用沥青材料性能预测路面实际抗裂能力这一方法的可行性。依据规范提法,给出了五类北方常用沥青的CI值参考区间。

矿物油再生沥青二次老化后流变性能评价

文中采用矿物油再生剂对压力老化(PAV)后的沥青进行再生,以温度扫描、频率扫描、弯曲梁蠕变劲度试验(BBR)评价再生沥青与原样沥青在同等老化条件下的高低温性能,以多重应力蠕变恢复试验(MSCR)评估沥青的高温流变特性.结果表明:9%掺量的矿物油再生剂对老化沥青常规指标的恢复效果最佳;在同等老化条件下,再生沥青样品不同老化阶段的车辙因子(G/sinδ)、蠕变恢复率(R)、低温蠕变速率(m)增加,不可恢复蠕变柔量(J nr)、低温劲度模量(S)降低,矿物油再生剂提升了再生沥青的高低温性能,改善了再生沥青二次老化性能损失严重和长期耐久性差的问题.