胶结回收沥青混合料地聚物的力学性能研究

为缓解石油沥青资源匮乏问题,实现废弃回收沥青混合料(reclaimed asphalt pavement,RAP)高效资源化利用,选择粉煤灰、矿渣粉、碱激发剂和其他助剂研发一种新型胶结RAP的地聚物胶结材料(S-F Geopolymer),通过抗压和抗折试验对S-F Geopolymer的基本力学性能和强度形成机理进行研究。结果表明:S-F Geopolymer的最佳配方为m(粉煤灰)∶m(矿渣粉)=2∶1,碱浓度、模数和水胶比分别为0.05、1.2和0.3。在最佳配方下,S-F Geopolymer具有良好的抗压和抗折强度。3 d抗压和抗折强度分别为42.33和4.28 MPa,7 d抗压和抗折强度分别为55.63和5.73 MPa,28 d抗压和抗折强度分别为72.75和7.42 MPa。研究成果可为地聚物材料胶结RAP的理论研究和工程应用提供参考。

Superpave沥青胶结料性能规范的最新进展

简述了Superpave胶结料MP1、MP1a和M320以及Superpave Plus规范和试验方法演变过程。总结了Superpave胶结料试验方法改进的特点,特别介绍了在动态切流变仪上开发的最新多应力重复蠕变恢复(MSCR)试验方法,指出了现行规范改进的方向是建立可以涵盖评价非改性沥青和改性沥青的规范体系。

利用SHRP结合料规范评价改性沥青的技术性能

采用SHRP沥青结合料规范提出的指标对独山子沥青进行路用性能评定 ,结果表明 :独山子沥青经聚乙烯 (PE)、废胶粉以及SBS复合改性后 ,其粘度均有不同程度提高 ;独山子沥青符合性能分级指标的PG5 2 - 2 2 ,独山子沥青掺加正品PE和废胶粉改性后符合性能分级指标的PG6 4- 2 8,独山子沥青掺加正品PE和SBS后符合性能分级指标的PG70 - 2 8,独山子沥青掺加废PE和SBS后符合性能分级指标的PG6 4- 2 8。

SHRP沥青胶结料DSR试验温度影响分析

采用动态剪切流变仪(DSR)在不同温度下测定各沥青试样的动态流变性状参数,通过试验比较,分析了温度对各参数的影响。

温拌剂对沥青胶结料及混合料性能影响研究

为研究温拌剂对沥青胶结料和沥青混合料性能的影响,选取了ES、SAW-2和Sasobit 3种温拌剂分别对70#-A原样基质沥青进行改性,制备不同类型的温拌沥青胶结料,成型相同空隙率的旋转压实试件,进行沥青混合料高温性能和水稳定性能试验,并将试验结果与70^(#)-A原样基质沥青进行对比。结果表明:ES和Sasobit温拌剂均能提高沥青胶结料和沥青混合料的高温性能,并改善沥青胶结料老化性能;SAW-2型温拌剂对沥青胶结料及沥青混合料高温性能指标不利,对沥青胶结料老化性能无影响;3种类型温拌剂沥青混合料水稳定性能均满足规范要求,不同类型温拌剂对沥青混合料水稳定性能影响各异。

沥青胶结料应变延迟恢复特性的动态剪切流变试验表征

沥青胶结料在中、高温条件下的变形恢复特性直接影响沥青混合料的抗车辙性能。传统的经验指标(针入度、软化点等)以及一些基于复数模量的力学性能指标在表征沥青的应变延迟恢复特性方面存在不足。本工作基于串联Maxwell模型和并联Kelvin模型所描述的力学行为差异及粘弹性力学参数的频率响应特征,提出了采用相位角频域曲线的斜率来表征沥青胶结料应变延迟恢复特性的方法。本研究综合分析了三种不同针入度水平的基质沥青和两种SBS改性沥青在30~70℃下的复数模量和相位角参数,发现相位角频域主曲线相比复数模量主曲线可以更清晰地反映不同类型沥青胶结料的粘弹力学特性差异。试验结果表明,SBS改性沥青的相位角并非如基质沥青随角频率增加单调降低,而是会在特定的温度、频率区间呈现增长趋势。此规律可用于表征沥青胶结料的应变延迟恢复特性,并用于评价材料在特定温度范围的抗车辙性能。

沥青胶结料与级配对超薄罩面混凝土高温性能的影响

为探究胶结料与级配类型对设计厚度≤2.5 cm的超薄罩面的高温性能影响,设计AC-10C、SAC-10、ECA-10三种级配,分别采用70^(#)基质沥青和SBS改性沥青作为胶结料,形成六种沥青混合料组合进行车辙试验和动态蠕变试验研究。结果表明:胶结料的改变对混合料高温性能的影响要大于级配类型的改变;相比70^(#)基质沥青,SBS改性沥青能够较大程度提升混合料的高温性能;级配越粗、骨架密实结构更完善,高温性能更优。建议应用超薄罩面技术时,尽可能用高温性能优良的沥青,级配采用骨架密实结构。

美国SHRP基于性能的沥青结合料分级规范

对美国SHRP基于性能的沥青结合料规范的分级指标、相关的试验方法和标准分级流程做了较为详细的介绍 ;完成了茂名AH - 70沥青的标准分级试验 。

SHRP沥青胶结料DSR试验温度影响分析

采用动态剪切流变仪(DSR)在不同温度下测定各沥青试样的动态流变性状参数,通过试验比较,分析了温度对各参数的影响。

沥青胶结料高温性能试验方法的评价

介绍了两种评价沥青高温性能的方法:动态剪切流变试验(DSR)和重复蠕变试验。测试了10种沥青的车辙因子和蠕变参数。通过混合料高温车辙试验和沥青流变分析,比较了两种试验方法在评价沥青胶结料高温性能方面的适用范围和有效性。分析结果表明:车辙因子在评价基质沥青时具有较高的准确性,但不是评价改性沥青高温性能的最佳选择;而重复蠕变试验可以作为动态剪切试验的补充,能够较准确地判定基质沥青和改性沥青的抗车辙能力。

沥青胶结料的测力延度试验研究

改性沥青的流变特性较为复杂,简单的常规试验方法不能很好地测出其特性.文中通过对基质沥青、SBS改性沥青、APAO和SBR改性沥青胶结料进行大量测力延度试验,分析了基质沥青、改性沥青的拉伸特性,证明了测力延度试验是评价改性沥青胶结料性能的一种有效方法,它可以作为一种简单、快捷判定沥青胶结料种类的方法,并有助于选择出性能优良的沥青胶结料.

基于分子模拟的沥青胶结料物理老化机理研究

利用Materials Studio软件建立沥青的四组分模型,利用体积温度曲线得到了该沥青模型的玻璃化转变温度,同时利用差示扫描量热(DSC)试验验证了沥青模型所得玻璃化转变温度的可靠性,并在低于玻璃化转变温度下利用分子动力学从微观上对沥青分子的物理老化现象进行模拟与分析.结果表明:在低于沥青玻璃化转变温度的等温等压条件下,沥青模型随着时间的延长,出现了自由体积减小、密度增大的物理老化现象;低温下沥青质和胶质导致沥青活动性降低,出现了物理老化现象,实现物理老化的微布朗运动的分子活动力主要来自饱和分和芳香分.

基于层次分析理论的旧沥青路面胶结料老化等级评定方法研究

对旧沥青胶结料老化等级的分析评价是其再生利用的基础,而目前广泛使用的黏度和针入度分级方法存在耗时过长、试验有误差等缺点。与传统方法相比,通过对旧沥青路面胶结料的面层结构、使用年限等原始信息的收集,基于层次分析理论推导得到年限计算公式并以此计算获得旧沥青路面胶结料的综合使用年限,用以评定旧沥青路面胶结料老化等级,既能准确得到与传统方法相同的等级标准,又避免了繁琐的试验。

基于BBR与FT-IR的沥青胶结料低温性能与抗老化能力分析

为了评价几类沥青胶结料的低温性能和抗老化能力,分别对3种具有代表性的沥青胶结料(基质90#沥青、SBS改性沥青和A型温拌沥青)进行了旋转薄膜烘箱老化(RTFO)和压力老化(PAV)试验。并对老化后的胶结料进行了低温弯曲梁流变仪试验(BBR)和傅里叶红外光谱试验(FT-IR)。试验结果表明:沥青的老化对低温性能有直接的影响,而且温度的降低使这种影响更加显著。BBR试验从不同角度分析验证了SBS改性沥青具有相对最优的低温性能,而温拌沥青则相对较差。长期老化沥青FT-IR试验结论与BBR试验规律具有一致性,证明了微观层面揭示的分子官能团的变化规律与宏观层面显现的低温性能具有良好的对应关系。

无缝伸缩缝沥青胶结料高温性能指标区分评价

为优选无缝伸缩缝沥青胶结料类型,提高无缝伸缩缝弹塑体高温稳定性,对选用的3种无缝伸缩缝沥青胶结料分别开展沥青基本性能试验、动态剪切温度扫描试验和多应力蠕变恢复试验,采用软化点、车辙因子与相位角,以及蠕变恢复率和不可恢复蠕变柔度等指标来评价3种无缝伸缩缝沥青胶结料的高温性能,并进行一致性和区分度分析,最后结合沥青混合料车辙试验进行验证.试验结果表明:受弹塑体中沥青胶结料聚合物掺量高及其高延迟弹性恢复能力的影响,国内外现行关于无缝伸缩缝沥青胶结料规范采用的软化点、车辙因子等指标对无缝伸缩缝沥青胶结料高温性能评价的一致性存在偏差,而基于多应力蠕变恢复试验的黏弹特性指标具有较好的一致性,且区分度明显.因此推荐采用区分度和一致性更可靠的多应力蠕变恢复试验作为评价无缝伸缩缝沥青胶结料高温性能的关键控制指标.

沥青胶结料低温拉伸试验研究

弯曲梁试验并不能全面反映沥青胶结料低温抗裂性能,有必要配合直接拉伸试验。研究利用MTS多功能材料试验机对4种沥青胶结料进行了深入的直接拉伸试验研究,探讨了沥青胶结料的低温性能。研究结果表明:沥青胶结料低温直接拉伸试验的峰值力与温度之间存在较好的相关性,低温直接拉伸试验可以作为弯曲梁流变仪试验的补充,它对更好地了解沥青胶结料的低温性能具有重要意义。

湿度对沥青胶结料老化性能的影响研究

为研究湿度对沥青老化性能的影响,对经过湿度条件处理后的70#道路石油沥青和SBS改性沥青进行室内老化试验,分析不同湿度条件对沥青胶结料老化前后的复数模量和相位角、蠕变劲度S以及老化后的疲劳因子等指标的影响。结果表明:湿度对两种沥青胶结料均产生了一定程度的不利影响,相比之下,SBS改性沥青胶结料对湿度影响的反应较小,在高湿环境下推荐使用SBS改性沥青。

沥青胶结料低温物理硬化及结晶动力学分析

为了准确模拟沥青胶结料的物理硬化过程及评估其物理硬化趋势,采用常规弯曲梁流变(BBR)试验设备对10种常用道路沥青进行了改进弯曲梁流变(EBBR)试验,并根据试验结果计算了低温等级损失指标;此外,在设计不同的低温恒温养护时间的基础上,测试了沥青蠕变劲度与蠕变劲度变化率,并采用Avrami等温结晶动力学理论对试验结果进行了拟合分析.结果表明:EBBR法较BBR法对沥青的低温性能区分精度更高;采用Avrami等温结晶动力学理论可较好地模拟沥青胶结料的物理硬化过程,拟合分析得到的Avrami指数与EBBR试验得到的低温等级损失值变化规律具有一致性;沥青胶结料低温物理硬化与结晶性能为评价沥青在实际工程中的低温抗开裂能力提供了更准确的信息.

再生材料对旧沥青路面胶结料的再生性能影响研究

为分析不同再生材料对旧沥青路面胶结料再生性能的影响,基于实际工程抽提回收得到不同老化程度的旧沥青路面胶结料,应用新沥青材料与两种黏度等级的再生剂调配旧沥青路面胶结料制备成再生沥青,分析再生沥青的黏度与针入度指标的变化规律,并对不同再生方法的再生效果进行了比较。试验结果表明:新沥青材料对旧沥青路面胶结料的再生能力有限,再生剂对旧沥青路面胶结料性能指标的改善远优于新沥青;低黏度的再生剂能较好地恢复旧沥青路面胶结料的针入度指标,但对于老化程度较低的旧沥青路面胶结料,会使其黏度指标下降过快,而不能保证再生沥青的高温性能;建议老化等级较低的旧沥青路面胶结料采用黏度等级较高的再生剂再生的方法,老化等级较重的旧沥青路面胶结料采用黏度等级较低的再生剂与新沥青共同再生的方法。

不同胶结料对改性沥青低温特性的影响

采用约束试件温度应力试验（TSRST）、弯曲梁蠕变试验（BBR）和直接拉伸试验（DT）对聚合物沥青胶结料的低温流变特性与混合料的抗低温性能的线性相关性进行了探讨，重点研究了具有相同基质沥青PG等级、不同化学改性沥青混合料的低温断裂温度，对11种沥青胶结料的L（临界开裂温度）、BBR蠕变劲度（S）开裂温度、蠕变速率m值开裂温度以及各胶结料老化龄期进行了比较试验。试验表明：TSRST断裂温度与抗开裂的L、BBR（S）开裂温度、m值开裂温度以及BBR极限温度的线性相关性都较差，但与Ta的回归直线剔除ESI（乙烯-苯乙烯共聚物）数据点后，其相关系数由0．54增大到0．85。集料类型对TSRST断裂温度一般没什么影响，但在花岗岩中掺入熟石灰后可明显降低低温断裂温度。改性沥青胶结料经过2～24h的短期老化（STOA）后其断裂温度与没有老化的PG等级为70-22的未改性沥青胶结料的断裂温度相近。