自制温拌剂对硬质沥青性能影响研究

硬质沥青的使用对于提高沥青混合料的劲度模量,改善路面抗车辙能力,提升道路耐久性大有裨益。但硬质沥青内部存在硬质组分含量高,胶结料体系黏度大的特点,使其在应用中存在施工温度高、污染物排放大、不利于道路领域节能减排的缺陷。研究将自制有机降黏型温拌剂以不同掺量加入硬质沥青中制备出温拌硬质沥青,然后对自制温拌剂加入前后硬质沥青的主要技术指标、表观黏度、微观形貌变化及沥青混合料性能进行系统研究。研究成果对于拓展硬质沥青在我国道路工程领域的低碳化应用具有参考意义。

不同硬质沥青多尺度特性对比研究

为了探究硬质沥青在实体工程中的适用性,明确不同工艺硬质沥青路用性能差异,选取工程建设过程极具代表性的3种硬质沥青ERES、DHS、Thermcotank,对硬质沥青及其混合料的高温性能、低温性能、抗疲劳性能展开研究。结果表明,硬质沥青的高温性能较容易保证,而低温抗裂和抗疲劳性能可以作为选材过程中重点关注的技术指标。硬质沥青混合料高温稳定性差别不大,3种沥青混合料可同时满足法国规范中EME2和GB4关于车辙变形率的要求。Thermcotank沥青混合料性能指标综合表现较优,可满足有高模量沥青混凝土EME2建设需求的项目,DHS沥青混合料因疲劳性能,只可达到法国标准关于沥青稳定碎石GB4的要求,ERES沥青混合料则适用于交通等级要求相对更低的沥青路面。

硬质道路沥青的不同制备技术

以伊朗重质渣油为原料,对其采用减压深拔、溶剂脱沥青、溶剂脱沥青+调和组合工艺制备30#硬质道路沥青可行性进行考察。结果表明,减压深拔和溶剂脱沥青+调和工艺用来制备硬质道路沥青较为适宜。采用减压蒸馏工艺较为简单,适当提高蒸馏深度即可制备满足GB/T 15180—2010技术要求的30#硬质道路沥青,轻馏分油收率可增加8.1%;单独采用溶剂脱沥青工艺制备30#硬质沥青,尽管能制备出满足指标的30~#硬质沥青,但脱沥青油收率较低,仅为6.6%~16.0%,经济效益较差;采用溶剂脱沥青+渣油(高标号沥青)调和工艺,可以制备出高低温性能较优的30~#硬质沥青,适宜的操作条件为:丁烷为溶剂,抽提塔塔温度107℃,抽提压力3.8MPa,剂油质量比为2.9,此时脱沥青油收率为41.2%,残炭小于8%,金属含量小于30μg/g,满足催化裂化进料要求;硬质脱油沥青软化点为105.4℃,针入度为0,适宜的调和软组分选择春风渣油和90~#沥青。沥青混合料试验表明,相比70~#A级道路沥青,30~#硬质沥青混合料具有良好的抗车辙性能和水稳定性能,基本能够达到改性沥青的效果,可将其用于沥青路面的中下面层提高路面的抗车辙能力。

硬质沥青混合料动态间接拉伸试验研究

基于动态测定方法确定的沥青混合料的参数能真实反映沥青混合料对运动车辆荷载的响应,并能正确表现沥青混合料本身的粘弹性性质等优点,利用英国Cooper NU—14多功能沥青材料试验机测定了30#硬质沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量,对试验结果进行了二元方差分析及非线性拟合,分析了级配、油石比、结合料类型和试验温度对动态间接拉伸试验的影响。结果表明:30#硬质沥青混合料具有很高的动态间接拉伸劲度模量,用于沥青路面的下面层可减小其底面的拉应变;级配、油石比、试验温度和沥青针入度均对沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量有显著的影响。

沥青混合料对水环境的影响

为了研究与沥青混合料接触后水质的变化,首先在实验室内成型了10组沥青混合料的马歇尔试件,成型试件时考虑了不同的沥青混合料级配、空隙率和沥青标号,以及添加抗剥落剂等因素,并把试件放入不同pH值的水样中真空饱水24 h;然后按照中国生活饮用水评价指标,测试了真空饱水后水样的pH值、耗氧量、总硬度及重金属含量.结果表明：沥青混合料真空饱水24h后,水质恶化明显,中性水样pH值约增大0.4倍,酸性水样pH值则增大1.7倍以上,在沥青混合料中添加抗剥落剂以及降低沥青混合料的空隙率可以有效降低水样pH值的增大幅度;水样的化学耗氧量增大3～4倍,通过降低沥青混合料空隙率、适当提高初始水样的pH值至中性等方式,可以降低水样中有机物的含量;水样的总硬度增大3～4倍,在沥青混合料中添加抗剥落剂可降低水样总硬度的增大幅度.

硬质沥青混合料抗老化性能研究

为进一步了解硬质沥青混合料的抗老化性能,采用美国SHRP的沥青混合料老化试验方法,对采用硬质沥青AH-30、SBS改性、一般重交沥青AH-70为粘结料的沥青混合料分别进行了试验室模拟老化。分析采用不同粘结料的沥青混合料老化前后高稳定性、水稳定性、劈裂强度的变化情况。试验结果表明,AH-30硬质沥青混合料老化后的高温稳定性、劈裂强度、水稳定性都最好,且性能稳定。

钢桥面铺装浇注式沥青混合料性能研究

为研究钢桥面铺装浇注式沥青混合料的性能,对胶结料天然沥青的高温和老化微观机理进行研究,根据马歇尔、硬度、刘埃尔流动度试验确定GMA10浇注式沥青混合料的级配,通过汉堡车辙、弯曲小梁、浸水马歇尔、冻融劈裂、飞散试验以及冲击韧性试验分别对GMA10浇注式沥青混合料的高温、低温、抗水损害及疲劳性能进行评价。研究结果表明:天然沥青可提高改性沥青的高温和老化性能,GMA10浇注式沥青混合料的最佳油石比为11.1%;GMA10浇注式沥青混合料的高温抗车辙性能较差,但组合结构(3.8 cm SMA13+3 cm GMA10)具有较好的高温抗车辙性能;GMA10浇注式沥青混合料的抗水损害性能和低温抗裂性能优于普通热拌沥青混合料,疲劳性能随拌和时间的延长而降低,随拌和温度的提高先提升后减弱;GMA10浇注式沥青最佳拌和温度为210~230℃,最佳拌和温度为120~180 min。

基于耗散能方法评价硬质沥青混合料抗疲劳性能

为了评价硬质沥青混合料的抗疲劳性能,结合实体工程对硬质沥青混合料SAC25-30#和改性沥青混合料SAC16-SBS进行了室内四点弯曲疲劳对比试验.选用应变和应力2种控制模式,在不同温度下综合测试了2种沥青混合料的抗疲劳性能,采用累计耗散能指标(Wf)分析了其在不同温度下的能量变化趋势,发现不同材料的黏弹特性和刚度差异对其耗散能均有影响,进而引入累计耗散能-极限比指标(WfR),并对Wf进行了修正.结果表明:在应力控制模式下,硬质沥青混合料在20,5℃时均具有较好的抗疲劳性能,而在应变控制模式下,由于硬质沥青混合料延展性不足,其在不同温度下的抗疲劳性能均劣于改性沥青混合料;能量法可以统一不同控制模式,20℃时硬质沥青混合料的WfR随疲劳寿命增加的幅度明显小于改性沥青混合料,说明其抗疲劳性能更优,而在5℃时硬质沥青混合料的WfR曲线明显位于改性沥青混合料上方,说明随着温度的降低其疲劳性能有明显减弱趋势.WfR指标可为评价硬质沥青混合料抗疲劳性能提供一定的参考.

阿曼减渣溶剂脱沥青制备光亮油料和30#硬质道路沥青

以阿曼减渣为原料,对其丙烷脱沥青工艺的溶剂组成和操作条件进行优化,对制备的30#硬质沥青的混合料性能进行考察,并采用固定床催化裂化装置对重脱沥青油的催化裂化性能进行研究。实验结果表明,丙烷脱沥青工艺的最佳条件为:混合溶剂(20%(w)异丁烷、80%(w)丙烷),抽提塔塔顶温度68℃,沉降塔塔顶温度81℃,溶剂体积比5.0,抽提压力4.35MPa;在此条件下,轻脱沥青油收率为25.1%,其性质满足光亮油料指标要求;脱油沥青收率为46.0%,软化点61.7℃,采用沙中减渣为调和软组分可制备出合格的AH-30硬质沥青,30#沥青混合料具有良好的车辙动稳定度和浸水残留稳定度;重脱沥青油可作为重油催化裂化原料,轻油收率(汽油+柴油)为61.70%。

温拌沥青混合料制备技术研究现状及新进展

温拌沥青混合料作为一种节能环保的绿色混合料,近年来得到了道路工程界的广泛关注。该文较为全面地介绍了温拌技术的发展历程,目前国外已有的温拌技术的工作原理,混合料的制备工艺及降温幅度等。开发了一种自主的基于软质沥青预拌、岩沥青粉末复配技术的温拌沥青混合料制备方法,该技术制备出来的温拌混合料的温度降低30℃～40℃,性能与热拌沥青混合料基本一致。

A-30硬质沥青及其混合料性能试验研究

A-30硬质沥青是指粘稠度相对较大的基质沥青,具有针入度小、粘稠度大、劲度大、软化点高、延度小的特点,其高温性能优良,温度敏感性好,低温性能略差。针对硬质沥青及其混合料的性能指标,尤其是高温性能、低温性能和疲劳性能,同时与石油沥青A-70、SBS改性沥青进行对比试验研究,以全面了解硬质沥青的使用性能,为硬质沥青的应用提供依据,也为夏季炎热地区、重轴载道路和长大纵坡路段的高等级公路沥青路面建设提供参考。

将压实功作为设计参数的硬质沥青混合料设计

常规沥青混合料设计方法均是在固定压实功下,通过调节原材料、级配,以及沥青用量使混合料满足特定性能要求,设计过程中对压实功的考虑较少.文中将压实功作为设计参数进行硬质沥青混合料设计,选取30#,50#硬质沥青,以及AC16级配,通过改变旋转压实次数模拟不同的压实功,并与常规设计方法下的硬质沥青混合料进行性能对比.结果表明:将压实功作为设计参数后能得到性能更优的硬质沥青混合料.

高粘度硬沥青混合料路用性能研究

文章对高粘度硬沥青混合料路用性能进行了研究,通过室内试验对高粘度硬沥青(AH-30)、重交通沥青(AH-70)和SBS改性沥青混合料路用性能进行全面的对比试验,结果表明,高粘度硬沥青具有粘稠度大、针入度小的基本特点,其混合料具有高强度、高模量、优异的高温稳定性、水稳性及抗疲劳性能,可应用于南方湿热地区沥青路面的中下面层,从而大大提高沥青路面的使用性能和使用寿命。

硬质沥青混合料适用性与施工技术

从硬质沥青混合料的性能入手,讨论了硬质沥青混合料在夏季炎热地区沥青路面中的应用,并对其施工技术进行了研究。研究表明硬质沥青能够较好地解决夏季炎热地区沥青路面的车辙问题和剪切破坏问题,严格控制施工温度是硬质沥青施工技术的关键。

硬质沥青富油混合料路用性能研究

借鉴Superpave设计方法,采用富油的设计理念,设计了50#硬质沥青富油混合料。分别对常规设计和富油设计的50#硬质沥青混合料和70#沥青混合料研究,进行了大量的室内试验,全面比较了4种沥青混合料的路用性能,特别对疲劳性能进行重点分析。结果表明:采用富油的设计理念后,同一级配混合料的疲劳性能得到很大的提高。50#富油混合料与70#沥青混合料相比,高温性能基本持平,低温性能和水稳定性更好,疲劳性能有了较大的提高。由此说明50#富油混合料完全可以替代70#沥青混合料作为半刚性基层沥青路面的下面层。使用该种混合料,可以减缓半刚性基层的反射裂缝,提高路面的抗疲劳性能,从而延长路面的使用寿命。

基于矿料最紧密状态的硬质沥青混合料材料组成设计及工程应用

采用旋转压实成型方法研究ATB—25型硬质沥青混合料材料组成设计,提出矿料最紧密状态时对应的油石比为最佳油石比;采用车辙试验仪和万能材料试验机UTM—100评价其高温抗变形性能、低温抗裂性能、水稳定性能和疲劳性能。北京市长安街公交车道停车港湾路面实践检验表明其效果良好,值得进一步推广使用。

30#硬质沥青及其混合料性能研究

通过对30#硬质沥青混合料进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和车辙试验,研究了30#硬质沥青的水稳性和高温稳定性。此外,通过30#硬质沥青和SBS改性沥青混合料进行小梁疲劳试验,分析了30#硬质沥青混合料的耐疲劳性能。研究表明:硬质沥青混合料具有良好的水稳性、高温稳定性和耐疲劳性能。

硬质沥青混合料的路用性能

为提高沥青混合料的高温稳定性,近年来国际上道路沥青标号的应用也向偏稠的方向发展。通过室内试验测试了硬质沥青(AH-30)的性能指标,分别对硬质沥青(AH-30)、重交沥青(AH-70)、SBS改性沥青混合料进行了配合比设计,分析比较了采用不同粘结料的沥青混合料的路用性。试验结果表明硬质沥青混合料的最佳油石比较重交沥青混合料的偏大,具有优秀的高温稳定性和水稳定性,用于沥青路面的中下面层可以减少由于高温和重载所产生的车辙。

硬质沥青混合料在高速公路上的应用

文章依托广西交通科技项目"硬质沥青混合料性能及应用研究",以广西钦州至崇左高速公路K112+000～K112+500段中面层硬质沥青试验路面铺筑工程为例,通过硬质沥青性能指标试验与硬质沥青混合料配合比试验,开展了对30#硬质沥青混合料的应用技术研究,验证了硬质沥青混合料在高速公路上应用的可行性。

克拉玛依30号、50号硬质道路沥青的性能评价

对以克拉玛依环烷基稠油为原料采用丙烷脱沥青-调合工艺生产的30号、50号硬质道路沥青产品的性质进行分析,并进行PG分级评定和混合料性能评价试验。产品性质分析结果表明,两种产品分别符合JTG F40—2004规范的30号B、50号A硬质道路沥青指标要求;PG分级评定结果表明,克拉玛依30号、50号道路沥青分别达到PG76-22、PG70-22的技术要求;沥青混合料试验结果表明,两种混合料车辙动稳定度、水稳定性及低温弯曲应变性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求,具有良好的高、低温性能,两种产品路用性能良好,未出现车辙和拥包等路害现象。