不同标号沥青SHRP试验对比分析研究

SHRP沥青试验方法以流变学为基础,不同温度范围内有相应的流变仪与之对应.其中使用最普通的有DSR动态剪切流变仪、BBR弯曲梁流变仪和Brookfield旋转粘度计.它们分别用于测定超常温(40～82℃)、低温(-5℃以下)、高温(100℃以上)下改性及非改性沥青的流变指标,且各指标与沥青路用性能有直接关联.通过对中海油泰州牌的3种不同标号的沥青(AH-30#,AH-50#,AH-70#)及其RTFOT残留沥青、PAV残留沥青进行简支梁弯曲试验(BBR)和动态剪切试验(DSR),来对比分析这3种沥青的性能,并最终确定其路用性能等级.

SHRP试验在我国沥青老化研究中的进展

为促进SHRP试验在沥青老化研究中的应用,推动老化沥青的力学性能研究。本文首先介绍了沥青老化影响因素,以及旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)和压力老化试验(PAV)模拟沥青老化的研究进展;其次分别阐述了老化时间对沥青各温度区间下的宏观力学表征的影响;最后分析表明各温度区间下沥青的力学性能随老化时间呈规律性变化,指数关系模型能够表征沥青在高温下的力学指标与老化时间的关系,但对沥青模拟老化与实际老化间的关系及构建低温力学指标与老化时间的关系模型仍需进一步研究。

高掺量橡胶改性沥青性能研究及优选

橡胶沥青的掺量大小对沥青的性能和使用成本都有显著的影响。为了提高橡胶改性沥青掺量的同时兼顾其性能,本研究选择20%、30%、40%、50%4种掺量的橡胶改性沥青,通过温度扫描试验和弯曲梁流变试验评价不同掺量的橡胶改性沥青的高温性能与低温性能,并根据规范要求确定PG分级。通过拟合半对数坐标下车辙因子-温度曲线,对比了老化前后各个沥青的感温性。结果表明:高温流变性能方面,老化前后车辙因子大小均表现为40%RA>30%RA>50%RA>20%RA,当胶粉掺量超过40%以后,高温性能显著下降。随着胶粉掺量的提高,胶粉改性沥青的高温性能先上升后下降,考虑高温性能,则胶粉掺量不宜超过40%。从半对数坐标的拟合结果来看,掺量在20%~40%之间时,胶粉能提高沥青的温度稳定性。低温性能方面,随着胶粉掺量的提高,胶粉改性沥青的低温变形能力和应力松弛能力逐渐增强。综合温度扫描试验和BBR试验的结果,得到4种胶粉改性沥青的PG分级结果:20%RA为PG82-22,30%RA/40%RA为PG88-28,50%RA为PG82-34。综合考虑性能和经济性,在实际工程中较为推荐30%掺量和40%掺量的胶粉改性沥青。

基于微观和流变分析的岩沥青改性沥青性能评价

采用埃索70#沥青,以不同掺量的青川天然岩沥青为改性剂制备岩沥青改性沥青.通过红外光谱和差示扫描热量法(DSC)对天然岩沥青及岩沥青改性沥青的微观结构进行分析,研究其改性机理.采用SHRP试验对岩沥青改性沥青的高温、低温和抗疲劳性能进行研究,并对不同掺量的岩沥青改性沥青进行了SHRP-PG分级.微观研究证明,天然岩沥青沥青质的杂原子基团含量高,芳香性和极性强.经过改性,基质沥青的微观结构发生了变化,岩沥青改性沥青的感温性降低,温度稳定性和水稳定性得到增强.流变特性分析表明岩沥青改性沥青的黏度明显提高,高温稳定性和抗疲劳性得到显著改善,可用于非极端低温的环境.

应力吸收层沥青结合料特性研究

为了分析沥青结合料对应力吸收层性能的影响,保证应力吸收层发挥良好的功能,文章以SK90#基质沥青、SBS改性沥青和橡胶沥青为研究对象,对其进行常规试验和SHRP试验,分析了3种沥青的高低温性能、弹性恢复性能和抗疲劳性能。研究表明,胶粉掺量为19%,高速搅拌时间为1h的橡胶沥青具有较强的高低温性能和抗老化性能,能很好满足应力吸收层的功能要求,是作为应力吸收层结合料的较佳选择。

硅藻土改性沥青胶浆技术性能的评价方法

为了弥补常规评价沥青胶浆技术性能方法的缺陷,提出了硅藻土改性沥青胶浆技术性能的评价方法。通过开发的锥入度试验,研究了硅藻土改性沥青胶浆的技术性能,并用SHRP试验(包括动态剪切试验和弯曲梁流变试验)来验证该评价方法的可靠性,发现采用锥入度抗剪强度评价与采用SHRP试验指标评价得到的结论是一致的。结果表明,采用锥入度试验来评价沥青胶浆的性能是合理可行的。

基质沥青老化行为与老化机理

在环境作用下沥青易产生静态硬化和氧化硬化,使沥青的流变特性发生改变,而严重影响沥青路面的耐久性,如何合理评价和选择沥青对确保路面使用品质至关重要。通过三种不同基质沥青的组分分析和不同老化状态下沥青的常规试验(针入度、软化点和延度试验)、SHRP试验(DSR(Dynamic Shear Rheometer)和BBR(Bending Beam Rheometer)试验)结果比较,结合FTIR(Fourier transform infrared)试验结果,分析了不同老化状态下基质沥青的老化特性和机理。结果表明,常规试验可用来描述基质沥青老化前后性能变化,但它只能提供特定温度荷载频率下的试验信息,而SHRP试验可反映沥青老化对沥青流变行为的影响,建议采用SHRP流变学指标特别是BBR试验结果评价沥青的老化特性。

基于流变学的RA改性沥青性能研究

将沥青组分(RA)从印度尼西亚布敦岩沥青(简称为BRA)中抽提出来,作为基质沥青的改性剂。选取3个不同的掺配比例(10%,15%和20%),制备RA改性沥青。采用SHRP试验,对改性沥青的高温性能、低温性能及粘温性能进行研究。分析结果表明:BRA中的沥青组分是一种良好的天然改性剂。随着其掺量的增加,基质沥青的抗车辙因子和高温粘度均有所提高,高温性能和粘温性能均得到显著改善;低温时,蠕变劲度增大,蠕变劲度变化率变小,低温性能有所下降。因此,工程实际应用时,应兼顾沥青的高、低温及粘温性能,建议以基质沥青为基数,沥青组分的掺配比例不宜超过15%。

沥青路面反射裂缝产生机理及沥青性能评价

反射裂缝是沥青路面的主要病害之一,设置沥青应力吸收层是预防反射裂缝的重要措施之一,沥青结合料是应力吸收层沥青混合料的重要组成部分。分析了反射裂缝产生与扩展的机理,交通荷载及温度作用是引起反射裂缝的主要原因,提出了防治反射裂缝的措施,通过沥青常规试验及SHRP沥青试验对某高速公路半刚性沥青路面应力吸收层沥青混合料选用的沥青进行了性能评价,结果显示其各项指标都达到了技术要求,能够满足应力吸收层对沥青结合料原材料的要求。

国产AH-90重交通道路沥青的感温性研究

以 SHRP试验方法为主要手段 ,研究了几种有代表性的国产 AH-90重交通道路沥青的感温性 ,通过对沥青在不同老化阶段、不同温区下的感温性指标的研究 ,表明老化对不同沥青的感温性影响程度差别不大 ,沥青在低温区的感温性与高中温区的感温性有些不同 ,国产的 AH-90重交通道路沥青具有良好的感温性。

老化因素对沥青性能的影响

通过SHRP试验,分析沥青在老化过程中,各因素(时间、温度、氧、水)对其高、低温性能的影响,从而为沥青的再生提供依据。

再生排水级配沥青混合料抗水损害性能评估

基于道路工程材料回收及其再生使用的生态观念,将回收沥青路面材料(RAP)应用于高孔隙率的排水路面设计中,可同时解决回收料弃置及因应多雨环境的抗水损害问题,实为一不错选择。然而,沥青老化后浸水易产生剥落与集料分离的现象,因此沥青混凝土抗剥落特性往往为研究的重点之一。研究使用20%RAP配制排水级配沥青混凝土,进一步尝试将石灰添加于再生排水级配沥青混凝土中,探讨其添加量及其拌入方式对混合料抗水损害(剥落)的耐久性性能的影响。

阻燃沥青的制备及性能研究

利用氢氧化铝、氢氧化镁制备了阻燃沥青,通过沥青三大指标评价了阻燃剂对沥青物理性能的影响,并利用SHRP试验及热分析方法对阻燃沥青高温、低温性能及阻燃机理进行了研究。结果表明:阻燃剂的加入可以提高沥青的粘性,提高其抗高温性能;在掺量为15%左右时下以提高沥青抗低温开裂的能力;无机阻燃剂能有效减少沥青的热解数量,有利于减少有毒气体的生成,起到良好的阻燃效果。

Sasobit~改性沥青的温度特性研究

研究了Sasobit掺量对其改性沥青在不同温度下的物理和流变特性的影响。选择PG58-22沥青为基质沥青,然后掺加1%,2%,2.5%,3%和4%的Sasobit进行改性。采用SHRP试验方法对改性沥青在高温、中温及低温下的特性进行评估。结果表明,Sasobit能够改善沥青的高温性能,而中温及低温性能并没有得到显著的改善。Sasobit掺量对沥青粘度的影响结果表明,增加Sasobit的掺量可以降低沥青的粘度。

高速公路沥青结合料前期优化分析

为选择能够适应和满足高速公路沥青路面技术要求的沥青结合料,通过对三种基质沥青和三种改性沥青的常规试验和SHRP试验进行对比试验,并分析各自的路用性能,可说明采用PG分级标准和常规试验相结合的方法来优化和选择沥青结合料种类和使用性能是科学合理的。

沥青老化行为及其机理研究

为了系统研究SK-90#基质沥青与SBS改性沥青老化前、后性能变化,选取原样沥青(SK-90#、SBS)及回收沥青(R-90#、R-SBS)作为研究对象,通过DSR、BBR试验比较两种沥青在不同状态下性能差异,并根据微观相态结构、四组分、红外光谱试验探究差异形成之因。试验结果表明:相比于原样沥青,回收沥青低温抗变形能力降低,而高温抗变形及抗疲劳能力均明显增强,且两种状态下SBS改性沥青的性能均更优,说明其具有更好的耐久性质; R-SBS零散的荧光现象表明SBS改性剂发生裂解变成了更小的颗粒,SBS改性剂的裂解增加了沥青的流动性和温度敏感性,使R-90#与R-SBS相位角δ的变化情况出现了较大差异;此外,四组分及红外光谱的试验结果表明沥青在老化过程中饱和分因高温而挥发,芳香分因老化向胶质转化,并最终因氧化作用转化为沥青质,其中很多短链碳氢化合物经加成、聚合生成了更多的长链化合物。

再生沥青中高温流变性试验研究

为了评价回收沥青来源和掺量对再生沥青中高温流变性的影响,基于美国公路战略研究计划(Strategic Highway Research Program,SHRP)沥青试验方法,选取Δη、ΔG*/sinδ、ΔG*sinδ为评价指标,表征中高温条件下,每增加1%回收沥青,再生沥青的相对黏度、相对车辙因子及相对疲劳因子对其流变性的影响。研究结果表明:加入回收沥青后,再生沥青的黏度、车辙因子及疲劳因子都增大;3个指标依赖于回收沥青来源、掺量、温度及老化条件;高温条件下Δη和ΔG*/sinδ随温度升高线性减小;中温条件下ΔG*sinδ随温度升高线性增大,3个指标的线性变化趋势与回收沥青的来源、掺量及再生沥青老化无关;选取的3个指标能较好地评价回收沥青来源和掺量对再生沥青中高温流变性的影响。

沥青实验与评价方法综述

通过对常规沥青试验与评价方法和美国 SHRP沥青路用性能规范 ( AASHTO MP1 )的分析和比较 ,认为现阶段采用常规沥青试验与评价方法结合

SBS改性沥青老化性能分析

采用针入度、软化点、延度和弹性恢复等常规性能试验以及粘度、DSR和BBR等SHRP性能试验对SBS改性沥青的性能老化规律进行了系统评价,结果表明,SBS改性沥青的老化包含了两个部分,基质沥青的老化和SBS改性剂的劣化,但是二者的相互保护作用也有效的提高了SBS改性沥青的抗老化性能。

基于分级评价体系的高模量沥青技术指标研究

为研究沥青胶结料高温性能是否满足高模量沥青技术要求,选择六种常用沥青胶结料,分别采用针入度、黏度、SHRP和沥青胶浆DSR试验,分级评价沥青高温性能。试验结果表明:橡胶沥青,复合改性湖沥青和岩沥青满足高模量沥青的技术要求。单一改性沥青湖沥青、岩沥青和硬沥青的黏度和累积变形不符合要求,其性能相对较差。针对高模量混合料设计时,对普通胶结料性能,必须考虑添加剂改善混合料的高温性能。