TPS改性沥青混合料变形性能研究

为研究TPS对沥青混合料变形性能的影响,用TPS掺量分别为基质沥青质量10%、12%、14%、16%的TPS改性沥青混合料与基质沥青混合料通过不同试验进行对比分析。由车辙试验得出,TPS改性沥青混合料的高温变形性能有极大提高,并存在最佳掺量14%。由劈裂试验得出,TPS改性沥青混合料的低温变形性能有一定程度的提高,变形性能最优时的掺量为12%,在此掺量下TPS改性沥青混合料抵抗开裂破坏继续发展的能力也最强。引入能量比指标评价沥青混合料低温变形性能,最终取得了与劈裂试验一致的结论。TPS对沥青混合料的高、低温变形性能的积极影响都存在最佳掺量,并在工程实践给出了12%~14%的合理掺量。

TPS改性沥青混合料老化性能研究

制备TPS改性沥青,并对TPS改性沥青混合料进行短期老化和长期老化,通过与SBS改性沥青混合料对比,研究在不同老化状态下TPS改性沥青混合料的力学性能、高温性能和水稳定性,并分析老化对各指标的影响。研究表明,老化提高了改性沥青混合料力学性能和高温稳定性,降低了水稳定性;不同老化状态下,TPS改性沥青混合料的力学性能、高温性能和水稳定性都优于SBS改性沥青混合料;与SBS改性沥青混合料相比,老化对TPS改性沥青混合料力学指标的作用效果较好,对高温稳定性影响程度相当,对水稳定性的影响相对较小。

多聚磷酸与TPS复合改性沥青及排水性沥青混合料耐久性试验研究

排水性沥青混合料空隙率大,易于产生热老化和紫外线老化现象,为了提高排水性沥青混合料的耐久性,提出采用多聚磷酸与TPS复配方案,研究了TPS和PPA掺量对高粘改性沥青和排水性沥青混合料性能的影响,并与14%TPS改性沥青混合料进行了对比。试验结果表明,掺加PPA可显著改善TPS改性沥青混合料的高温稳定性和抗疲劳耐久性,采用PPA对TPS改性剂复配方案可显著改善排水性沥青混合料的抗热老化和紫外线老化性能,同时降低TPS掺量。采用TPS与PPA复配方案替代高剂量TPS改性沥青在技术上可行,推荐了最佳的TPS与PPA复配方案为12%TPS+1%PPA。

上面层改性沥青混合料低温性能综合对比评价

【目的】分析足尺路面试验环道所用7种上面层细粒式改性沥青混合料的低温性能。【方法】通过小梁低温弯曲、中梁线收缩系数和法国M2F梯形梁动态模量3种室内试验开展研究及相关性分析,并应用多指标试验结果的无量纲归一化赋权求和法进行综合对比评价。【结果】最大弯拉应变、应变能密度、线收缩系数、复模量和相位角均可作为改性沥青混合料低温性能的合理评价指标;对比改性沥青类型,采用低温延性强的SBS改性沥青制备的混合料低温性能最优,橡胶沥青混合料的次之,掺抗车辙剂能增强SBS改性AC类混合料的低温性能;对比矿料合成级配,SMA类的低温性能最优,SBS改性AC类中粗集料含量越低,其低温性能越好;多孔排水式高黏SBS改性PAC类具有优良的黏弹性和低温收缩性能。【结论】评价结果可为环道沥青路面低温性能长期监测对比提供参考。

复合多聚磷酸改性沥青混合料动态力学性能

为研究多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)+SBS复合改性沥青混合料的动态力学性能,采用单轴压缩动态模量试验,分析温度和频率对动态模量和相位角的影响,并基于改进Havriliak-Negam(i HN)模型构建动态模量和相位角主曲线,同时与SBS改性沥青混合料相对比。结果表明:2种沥青混合料动态模量和相位角随温度和频率的变化呈现相同的趋势,HN模型可准确拟合2种沥青混合料的动态模量和相位角主曲线。相较于SBS改性沥青混合料,PPA+SBS复合改性沥青混合料的相位角在-10、20、50℃时均降低,而动态模量在-10℃时降低,20℃时变化较小,50℃时增加;较宽频域范围内,PPA+SBS复合改性沥青混合料在高温低频下动态模量变大,相位角变小,在低温高频下动态模量变小,相位角变化不大;PPA+SBS复合改性沥青混合料具有更优的动态力学性能。

PPA/TPO复合改性沥青混合料自愈合性能研究

文章采用红外测点评价了不同配比的PPA/TPO的升温性能,通过低温小梁弯曲试验评价了微波加热功率以及时间对PPA/TPO复合改性沥青混合料自愈合性能的影响。研究结果表明,PPA/TPO复合改性沥青可提高混合料在微波诱导下的升温性能,其中6%TPO与1%PPA的配比下升温性能最佳。诱导功率对复合改性沥青混合料的弯拉应变影响强于弯拉强度。在800W的诱导功率时,PPA/TPO复合改性沥青混合料具有最佳愈合率。单次诱导时间≥60s时具有最佳的自愈合效率。

聚氨酯/纳米ZnO复合改性沥青及其混合料性能研究

为提升沥青路面的路用性能,选用聚氨酯、纳米ZnO和基质沥青制备聚氨酯/纳米ZnO复合改性沥青。以针入度、软化点、延度和135℃运动黏度为评价指标,研究改性剂对沥青性能的影响,采用软化点差值评价储存稳定性,并制备3种复合改性沥青AC-13C混合料进行车辙试验、小梁弯曲试验和浸水马歇尔试验,研究改性沥青混合料的性能。结果表明,聚氨酯和纳米ZnO的掺入能显著改善基质沥青的高低温性能,且储存稳定性符合规范要求。复合改性沥青混合料能够满足沥青路面的路用性能,5%聚氨酯复配3%纳米ZnO掺量的改性沥青混合料改善高温性能和水稳性能效果最好,与基质沥青混合料相比其动稳定度提高了2.32倍,残留稳定度上升了9.0%,最大弯拉应变(-10℃)提升了8.3%。综合考虑路用性能改善效果,推荐选用5%聚氨酯复配3%纳米ZnO为复合改性沥青及其混合料的最佳掺量。

废胶粉改性沥青混合料路用性能研究

为保证我国道路工程建设持续高质量绿色发展,文章依托国内大市场优势,采用国产原材料与15%掺量的废胶粉改性沥青分别拌制AC-13(C),SBS(Ⅰ-D)SMA-13混合料,依据现行规范测试混合料的各项路用性能指标。测试结果表明,密级配废胶粉改性沥青混合料的高温稳定性与抗损水性能较基质沥青混合料大幅提高,基本接近SBS(Ⅰ-D)改性沥青混合料。低温抗裂性能方面表现出良好的路用性能,更适用于温差较大的地区。文章研究内容可为废胎胶粉改性沥青混合料的应用提供参考和借鉴。

介孔硅-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能试验研究

基于介孔硅和玄武岩纤维的自身特点,文章研究复合改性沥青混合料高低温和水稳定性等特性,用于评价这两种材料复合改性沥青混合料的路用性能以及应用于道路工程的可行性。结果显示:介孔硅和玄武岩纤维均能够改良沥青混合料的高低温性能,其中介孔硅的作用更为突出,而玄武岩纤维则不利于沥青混合料的水稳定性能,但加入介孔硅后水稳定性有一定的改善提升作用;综合复合改性沥青混合料的各方面性能,通过介孔硅-玄武岩纤维复合改性后的沥青混合料具有优异的高温稳定、低温抗裂和耐水损伤等路用性能,满足路用标准。

TPS改性剂在排水性沥青混合料中的应用研究

通过室内试验,对TPS改性剂的特性、改性沥青的制备方法、改性剂剂量及TPS改性剂对沥青性能和排水性沥青混合料性能的影响等内容进行研究。发现15%的改性剂剂量比较合理,改性后的沥青感温性明显下降,高温热稳定性,耐老化性和低温抗裂性显著提高,达到高粘度改性沥青的要求。同时发现添加TPS的排水性沥青混合料动稳定度、水稳定性和低温性能等路用性能优良。结果表明TPS改性效果明显,是一种适合排水性沥青混合料的改性剂。

橡胶粉与TPS复合改性沥青及排水性沥青混合料性能研究

将废旧轮胎橡胶粉(CR)与TPS(Tafpack Super)改性剂进行复配,基于针入度评价体系、高黏改性沥青黏度、粘韧性评价体系和PG分级体系研究橡胶粉和TPS改性剂掺量对CR/TPS复合改性沥青高低温性能、流变特性和粘韧性能的影响,并分析了CR/TPS复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明,CR/TPS复合改性沥青具有高黏、高弹、高软化点、优良的低温延展性和恢复性能;(16%~20%)CR+(8%~10%)TPS复合改性排水性沥青混合料比14%TPS改性排水性沥青混合料具有更好的水稳定性和低温抗裂性能。

高掺量SBS改性沥青及其混合料老化行为

为了探究高掺量SBS改性沥青及其混合料的抗老化性能,分别对高掺量SBS改性沥青和70号基质沥青进行老化,并进行沥青流变性能试验,分别评价高掺量SBS改性沥青老化前后的弹性恢复性能、高温抗变形性能、抗疲劳性能,并对其混合料老化前后的高温稳定性、抗车辙性能和抗裂性能进行评价。研究结果表明:随着老化程度的加深,高掺量SBS改性沥青的模量增大,弹性恢复性能、高温抗变形能力、疲劳性能减弱,其混合料的高温稳定性与高温抗变形能力降低,抗裂性能逐渐变差;沥青氧化硬化和SBS氧化降解的博弈对高掺量SBS改性沥青及其混合料各性能均有不同程度的影响;尽管高掺量SBS改性沥青具有良好的抗老化性能,但仍需额外关注其老化所导致的性能下降问题。

基于响应曲面法的PCB/WCF改性沥青混合料优化设计

为改善废轮胎热解炭黑(PCB)改性沥青混合料的水稳定性,利用废弃鸡羽毛(WCF)的羊毛状纤维有益于沥青混合料水稳定性提升的特点,制备了AC-13 PCB/WCF改性沥青混合料。首先通过激光粒度仪,扫描电子显微镜与能谱仪分析了PCB与WCF的微观形貌与表面化学元素分布。然后基于响应曲面法(RSM)设计了PCB掺量、WCF掺量以及油石比对沥青混合料AC-13的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比影响的试验方案。最后通过方差分析(ANOVA)方法研究了3个自变量及其交互作用对沥青混合料的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比的影响,并建立了PCB/WCF改性沥青混合料AC-13性能预测模型。结果表明:PCB的粒径分布集中在197~358 nm,表面灰分会降低PCB与沥青的相容性;WCF羽轴两侧的羽片呈扇状分布,主要化学元素为碳、氮、氧、硫。由优化模型获得的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13最佳优化参数为,PCB掺量0.52%,WCF掺量0.36%以及油石比5.5%;对应预测值为空隙率3.85%,马歇尔稳定度11.79 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.56%;基于最优参数配合比制备的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13验证试验结果为空隙率3.69%,马歇尔稳定度11.6 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.9%,且都在95%置信区间内,表明模型具有较好的预测能力;优化设计的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13的预测值和试验验证值均满足中国改性沥青混合料的性能要求。

改性沥青SMA-13沥青混合料在改扩建公路施工中的应用

为研究橡胶改性沥青SMA-13沥青混合料在改扩建公路项目中的应用效果,文中以北京某高速改扩建项目为例,对改性沥青SMA-13沥青混合料进行配合比设计,并进行路用性能检测。结果发现,橡胶改性沥青SMA-13沥青路面的抗滑性能好,构造深度是规范值0.55的3倍,压实度各个随机测点均高于98%,且平整度的纵向高程标准差均小于1 mm,路面整体路用性能好。

温拌LDHs改性沥青混合料抗紫外老化性能及应用研究

采用层状双金属氢氧化物(LDHs)作为抗紫外添加剂,温拌剂作为降黏添加剂,制备了一种新型抗紫外沥青混合料。通过透射电子显微镜研究了LDHs的晶体稳定性,同时通过黏度试验研究了温拌剂的降黏效果,再通过物理性能试验、车辙试验、水稳定性试验研究了LDHs的最佳掺量及温拌LDHs改性沥青混合料的抗紫外老化性能,最后铺筑温拌LDHs改性沥青混合料试验段,对试验路用性能进行评价。结果表明:在170℃下,LDHs具有良好的晶体稳定性,温拌剂能显著降低LDHs改性沥青的黏度,LDHs能够有效提高温拌沥青混合料的抗紫外性能和力学性能,推荐实体工程中掺加LDHs质量与沥青质量之比为0.03。

基于TPS改性沥青应力吸收层材料性能研究

为减少半刚性基层以及旧水泥路面加铺沥青层后出现的反射裂缝,常铺筑应力吸收层。该文采用TPS高黏改性沥青,利用Superpave方法进行配合比设计,并对其改性后的沥青高温、低温以及抗疲劳性能进行研究。针对应力吸收层的受力特点,通过比较不同材料的抗拉应变能力、抗弯拉强度以及常温和高温条件下的抗剪强度。通过试验结果分析认为TPS改性沥青混合料作为应力吸收层具有一定的优势。

干法和湿法制备TPCB改性沥青混合料的路用性能室内试验研究

【目的】探讨废轮胎热解炭黑(tires pyrolysis carbon black,TPCB)在沥青路面中的应用,研究干法和湿法两种工艺对TPCB改性沥青混合料路用性能的影响。【方法】首先,通过六因素三水平正交试验,对选定的8%、10%和12%三种炭黑掺量水平,以设计空隙率为优化目标进行极差分析。然后,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验等室内试验,对比分析70#沥青混合料、干法与湿法工艺制备的TPCB改性沥青混合料的路用性能。【结果】确定了干法室内制备TPCB改性沥青的工艺参数;与70#沥青混合料相比,干法、湿法制备的TPCB改性沥青混合料的抗车辙、低温抗开裂性能更优;与干法工艺相比,湿法制备的TPCB改性沥青混合料的抗车辙、低温抗开裂和抗水损害性能均有所提高。【结论】干法制备的TPCB改性沥青混合料的性能满足我国规范规定的技术要求,干法工艺是对我国规范的有益补充,增加了一种废轮胎热解炭黑改性沥青混合料的制备工艺。

橡胶改性沥青与SBS改性沥青对钢渣沥青混合料路用性能的影响对比

通过对比橡胶改性沥青与SBS改性沥青作为钢渣沥青混合料的胶结材料的性能差异,分析了不同改性沥青对钢渣沥青混合料路用性能的影响。实验采用沥青基础性能实验、车辙试验、马歇尔试验、冻融劈裂试验、肯塔堡浸水飞散实验、低温弯曲试验和体积安定性试验等方法,全面评估了两种改性沥青钢渣混合料的性能。结果显示,橡胶改性沥青钢渣混合料在低温抗裂性、高温稳定性、水稳定性和体积安定性方面相较于传统SBS改性沥青混合料有显著改善,且减少了沥青用量。同时,橡胶改性沥青混合料在提高钢渣路面疲劳寿命方面也表现出较好效果。

超韧改性沥青混合料薄层罩面性能研究

为研究超韧改性沥青混合料薄层罩面的路用性能,在SBS改性沥青中加入超韧改性剂制备超韧改性沥青,研究超韧改性沥青以及超韧改性沥青混合料的性能。通过沥青三大指标试验、老化试验以及135℃布氏黏度试验对比研究了超韧改性沥青和SBS改性沥青的性能;通过马歇尔试验、车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等对比研究了超韧改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料的体积指标和路用性能。结果表明:①超韧添加剂能够大幅度提高沥青的韧性,同时提高沥青的高温性能和抗老化性能;②超韧添加剂可以大幅度提高沥青混合料的高温稳定性、抗飞散性能和抗析漏性能;③超韧沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比相较SBS改性沥青混合料有一定提升,二者抗滑性能基本相同。

基于中法标准的改性沥青混合料性能评价

为了对比中、法两国沥青混合料性能测试评价体系的异同,分别对2种体系下典型混合料(AC-13和BBSG-14)的路用性能进行评价。采用FLEX 20改性沥青配制上述2种沥青混合料,并以中国标准体系下的马歇尔试件性能试验、浸水马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验以及法国标准体系下的复数模量试验、车辙变形率试验、多列士试验进行性能评价。试验结果表明:FLEX 20改性沥青混合料具有良好的高温性能、低温性能和水稳定性;AC-13的动稳定度是BBSG-14的6倍;AC-13的弯曲强度仅为BBSG-14的66%;在水稳定性方面,2种沥青混合料相差较小,但中国的评价方法更加严格。中、法两国对沥青混合料路用性能评价方法具有一定相关性,试验结果对于推进中、法两国沥青混合料路用性能评价体系具有重要意义。