基于DSR的改性沥青及混合料动态黏弹性能

为了在相似加载条件下比较改性沥青及混合料的动态黏弹性能,选择4种不同特点的改性沥青,成型了混合料小梁试件.应用动态剪切流变仪(DSR)分别进行了不同温度下的频率扫描试验,根据时间-温度等效原理构建了改性沥青及混合料的流变主曲线,对主曲线形态和流变模型拟合结果进行了对比分析.研究表明:改性沥青及混合料的复数剪切模量主曲线形态相似,采用改进型CAM模型进行拟合的效果很好,相关系数在0.996以上;平衡复数剪切模量G*e可用来区分不同类型改性沥青及其混合料的高温性能;高强改性沥青的高温抗车辙性能明显优于其他改性沥青,但软化点和60℃动力黏度不适用于评价高强改性沥青.改性沥青的动态力学响应能够反映其混合料的黏弹性能.

基于DSR试验的WMA沥青结合料中温流变性能分析（英文）

采用动态剪切流变仪（DSR）在16-40℃中等温度下测试、分析了基质沥青及其温拌沥青的复数剪切模量G＊、相位角δ等流变性能,进而建立了疲劳因子G＊sinδ与基质沥青性质、试验温度和拌剂掺量的关系模型.结果表明,复数剪切模量G＊随温度升高而减小,而相位角δ随温度升高而增大;温拌剂掺量越高,复数剪切模量G＊越大,相位角越小;疲劳因子G＊sinδ随着温度升高呈指数减少,随温拌剂掺量增加呈线性增大;在较低温度和较高掺量下,疲劳因子的变化幅度更大;基质沥青复数模量越小,温拌剂对温拌沥青流变性能的影响更为显著,而老化对基质沥青性能的影响高于对沥青-温拌剂相互作用的影响;掺量越高的温拌沥青结合料,越容易疲劳开裂。

VAE改性乳化沥青及其性能研究

针对普通乳化沥青冷再生混合料水稳定性与温度稳定性较差的问题,文章提出醋酸乙烯-乙烯(vinyl acetate-ethylene,VAE)水性胶改性乳化沥青;通过改性乳化沥青在集料表面的剥落率、蒸发残留后的沥青技术指标优选出VAE改性剂的种类为DA-1410胶粉;采用动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer,DSR)试验及荧光显微镜试验,测试VAE质量分数(简称“掺量”)对改性乳化沥青蒸发残留物性能的影响。结果表明:随着VAE掺量增加,改性乳化沥青蒸发残留物的三大指标、沥青标准黏度及沥青在集料表面的剥落率都显著提高;复数剪切模量G*和车辙因子G*/sinδ逐渐增大;当VAE掺量为3%~4%时,沥青的各项性能指标都优异,且其固化物颗粒在沥青中均匀分布,形成紧密结合的交联结构,乳化沥青的性能得到改善。研究结果可为拓展冷再生技术及其应用提供参考。

基于抗疲劳性能的ATB-25油石比设计

为确定符合抗疲劳性能要求的橡胶沥青ATB-25油石比范围,通过沥青常规试验和动态剪切流变试验(DSR)确定最佳胶粉掺量,以优化的主骨架空隙填充法进行橡胶沥青ATB-25配合比设计,并确定初始油石比。制备橡胶沥青ATB-25的小梁试件,开展四点弯曲疲劳试验,建立5种油石比下的疲劳寿命方程。结合湖南某高速公路橡胶沥青ATB-25的基层所受弯拉应力,得到该应力水平下橡胶沥青ATB-25的弯拉疲劳寿命与油石比的关系曲线。以同时满足橡胶沥青ATB-25弯拉疲劳寿命和剪切疲劳寿命的要求为指标,确定符合抗疲劳性能的油石比范围为4.0%~4.4%。研究结果表明:根据该油石比优化方法,设计的橡胶沥青ATB-25的抗疲劳性能可满足要求,且具有良好的高温稳定性。

温拌剂对沥青流变学特性的影响及其作用机理

为了研究温拌剂对SBS沥青流变性能的影响及其作用机理,首先,通过DSR试验对掺加不同量(1%、3%、5%)温拌剂的SBS沥青的高温流变性能进行了研究,通过频率扫描,构造了沥青主要流变参数主曲线,并分析了不同温度和频率条件下各改性沥青的流变性能,基于频率扫描结果,分析了温拌剂对SBS沥青内部相态变化的影响;通过温度扫描研究了温拌沥青的感温性能。其次,通过MSCR试验研究了SBS沥青和温拌沥青的弹性恢复能力。最后,通过FTIR试验和AFM试验研究了温拌剂对SBS沥青内部化学结构和表面微观形貌的影响。研究结果表明,温拌剂通过增加高温低频区域的弹性模量改善了SBS沥青的高温抗变形能力,降低了感温性能,并显著提高了弹性恢复能力;此外,温拌剂的掺入增加了SBS沥青中轻质组分的含量,提升了微观结构的稳定性和均匀性,使SBS沥青逐渐向单相体系发展。

红豆秸秆灰改性沥青结合料的路用性能研究

为对红豆秸秆灰进行基质沥青的改性效果作出评价,针对不同掺量(3%、9%和15%)的红豆秸秆灰对基质沥青物理性能的影响,采用常规的三大指标进行相关研究。通过动态流变试验和弯曲梁流变试验对红豆秸秆灰改性沥青结合料的流变学行为作出探究,并对其高、低温性能作出评价。采用傅里叶红外光谱扫描对红豆秸秆灰改性后的官能团变化进行分析。并且将红豆秸秆灰与废橡胶粉作为沥青改性剂时的性能进行了对比。试验结果表明:红豆秸秆灰作为沥青改性剂使得沥青材料在硬度和高温稳定性能方面得到提升,但在低温性能方面产生降低。相较于废橡胶粉来看,红豆秸秆灰在硬度和中温性能方面依然具有优势。

沥青材料的感温性分析

在分析现有沥青感温性指标的基础上,讨论了针入度指数的局限性,认为采用粘温指数[VTS]能够合理表征沥青在路面服务温度内的感温性。并建立了针入度和粘度的换算关系,通过3种沥青实例计算了其[VTS],再分析了计算模型的局限性和改性措施。结果表明,通过采用动态剪切流变仪或针入度试验结果换算出沥青粘度,来求算[VTS]是可行的。

废胶粉改性沥青改性机理

采用高速剪切设备，以70#沥青，O．60mm（30目）废轮胎橡胶粉制备废胶粉改性沥青．利用红外光谱（IR）、热重（TG）、扫描电镜（SEM）和动态剪切（DSR）分析的方法，分析了废胶粉微观结构对改性沥青性能的影响，研究了两者之间相互作用的机理．结果表明：废胶粉与沥青能够均匀混合，既有物理共混又有化学反应，形成稳定的整体，具有良好的相容性；胶粉颗粒的表面网状结构可很好地吸附沥青，使沥青黏度增大，感温性降低；动态剪切试验证明，胶粉改性沥青呈非均相，具有复杂的相态结构；沥青的技术性能得到改善，为废胶粉改性沥青的进一步应用提供了微观理论上的依据．

玻璃纤维和木质素纤维对沥青胶浆老化前后的高温流变性能影响

为了研究玻璃纤维和木质素纤维对沥青胶浆性能的影响,采用动态剪切流变仪(DSR)对沥青胶浆的高温流变性能进行研究,分析了玻璃纤维和木质素纤维用量对老化前后沥青胶浆高温性能的影响。结果表明,增加玻璃纤维和木质素纤维用量均使沥青胶浆的高温性能改善,相同用量木质素纤维的改善效果优于玻璃纤维。薄膜老化(TFOT)前后,玻璃纤维对沥青胶浆高温抗车辙性能的改善优于木质素纤维。随着温度的升高,各种纤维用量沥青胶浆的高温抗车辙能力下降。

硅藻土改性沥青胶浆高温性能评价

采用常规指标试验和不同温度下的高温动态剪切（DSR）试验，分析了硅藻土掺量对改性沥青高温性能的影响。试验结果表明：加入硅藻土后沥青胶浆的高温抗车辙能力明显提高，温度敏感性显著降低；随着硅藻土掺量增长，高温性能先提高后降低，合理掺量为11％-13％；常规指标不适合用于评价硅藻土改性沥青高温性能。

沥青高温流变评价指标对比

为了有效评价沥青混合料的高温抗变形性能,应用旋转粘度试验、动态剪切流变试验与重复蠕变试验,测试了粘度、车辙因子与蠕变模型参数,利用伯格斯模型对高温蠕变试验数据进行了拟合,结合沥青混合料高温车辙试验结果,分析了3种高温流变指标与沥青混合料高温性能的相关性。分析结果表明:车辙因子在评价改性沥青混合料高温性能时并不适用,模型参数与沥青混合料动稳定度的相关性最大,达到0.9887,说明蠕变参数可以准确地反映各种沥青混合料的高温抗变形性能。

矿粉对沥青胶浆性能的影响

文章选取9种矿粉,分别测试岩性、粒径、表观密度及亲水系数等技术指标,通过对加入矿粉的沥青胶浆进行动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)以探究不同矿粉对胶浆性能的影响。研究结果表明:石灰岩矿粉比白云岩矿粉更易吸附沥青,同种岩性下矿粉粒径越小,其亲水系数越低,越容易吸附沥青;矿粉中的碳质会降低矿粉与沥青的吸附能力,且对胶浆的性能有不利影响;矿粉的掺加会大幅提高沥青胶浆的抗车辙因子,同时也使胶浆的低温劲度模量增大;矿粉的亲水系数与沥青胶浆的性能相关性较高,亲水系数值越低的矿粉与胶浆胶结程度越好,可作为矿粉对胶浆改性效果的评价指标。

冻融循环作用下沥青胶浆交互能力及流变性能的研究

为了研究低温寒冷地区沥青胶浆的交互作用能力及流变性能,采用动态剪切流变仪(DSR)对经历不同冻融循环次数后的石灰岩和花岗岩矿粉沥青胶浆进行频率扫描试验,并采用多种方法对试验数据进行分析处理.结果表明:未经历冻融的沥青胶浆及冻融循环次数达到59次之前的沥青胶浆,其主曲线在高频低温区叠合较好,而在低频高温区出现了严重的分叉,表明沥青胶浆在低温时为均相共混体系,高温时存在"时温叠加失效";主曲线、Han图、vGP图和Cole-Cole图分析均表明,经历59次冻融循环之后沥青胶浆在低温下表现出明显的相分离,Cole-Cole图中曲线不再表现出半圆单弧特征,说明沥青胶浆交互作用能力减弱,沥青与矿粉填料之间的微观界面已被破坏.

复合改性沥青的抗老化性能研究

沥青路面在使用过程中,由于沥青老化容易导致路面产生裂缝、剥落和松散等病害,提高沥青的抗老化性能,有助于延长沥青路面的使用寿命.采用抗氧剂2246、辅助抗氧剂Irgafos168及炭黑对基质沥青进行复合改性,根据残留针入度比、软化点增长率、残留延度比综合确定复合改性剂的最佳用量.在最佳剂量下制备复合改性沥青,用DSR试验和BBR试验评价复合改性沥青在老化前后的路用性能.试验结果表明,用0.6%主抗氧剂2246、0.6%辅助抗氧剂Irgafos 168和2%炭黑制备的复合改性沥青,可以显著提高沥青的抗老化性能.

热氧老化沥青多次损伤-愈合性能

为研究沥青在多次损伤条件下的愈合性能,采用动态剪切流变(DSR)仪中的时间扫描模式对沥青进行损伤愈合循环加载试验,以沥青愈合期间的复数模量恢复程度(即愈合指数)为愈合指标,分析了不同热氧老化程度下70^#基质沥青与SBS改性沥青多次损伤愈合性能规律,并结合沥青傅里叶红外光谱(FTIR)试验,以特征官能团峰面积比定量分析了沥青功能基团的组成和含量对其自愈能力的影响.结果表明:沥青愈合指数随损伤愈合次数的增加而减小,首次损伤时沥青愈合指数减小程度最大.老化程度对沥青愈合指数影响显著,表现为老化程度越高愈合指数越小.SBS改性沥青多次损伤愈合和老化后的愈合性能均优于70^#基质沥青,SBS改性剂可增强沥青的抗疲劳损伤能力和抗老化能力.沥青中大分子含量越高,分子扩散速率越慢,自愈能力越弱;轻长型分子含量越高,分子扩散速率越快,自愈能力越强.

沥青老化及再生对自愈合性能的影响

通过动态剪切流变仪(DSR)进行“疲劳-愈合-疲劳”试验,分析原样沥青、老化沥青及再生沥青在不同间歇时间下的自愈合性能,并结合红外光谱分析沥青老化、再生过程中官能团与自愈合性能的相关性.结果表明:老化过程中沥青发生了氧化反应,羰基和亚砜基官能团指数增大,极性氧化物含量增加,最终导致自愈合性能降低;添加5%Y型再生剂后沥青自愈合性能明显恢复,经旋转薄膜烘箱老化85、170、340 min的70#基质沥青再生后平均愈合指数恢复至70#基质沥青的100.9%、96.4%、63.2%,愈合速率分别恢复至基质沥青的89.7%、94.7%、40.7%,3种再生剂中Y型再生剂效果最好;沥青自愈合参数与亚砜基、羰基官能团指数线性相关性良好.

玄武岩纤维沥青胶浆高低温性能影响因素探究

为了研究玄武岩纤维及粉胶比对沥青胶浆流变性能的影响,制备出不同玄武岩纤维掺量、纤维长度、粉胶比的玄武岩纤维沥青胶浆。在正交试验的基础上,通过动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验分析玄武岩纤维沥青胶浆的高低温性能,探究粉胶比、纤维掺量、纤维长度对玄武岩纤维沥青胶浆高低温流变性能的影响规律。结果表明:粉胶比是影响纤维沥青胶浆高低温流变性能的主要因素,随着粉胶比增大,纤维沥青胶浆高温抗变形能力提升,但低温劲度模量增大,低温性能减弱,粉胶比应在0.8~1.0之间;玄武岩纤维掺量越大,纤维长度越长,纤维沥青胶浆的高温流变性能越好,对纤维沥青胶浆的低温性能影响不大,推荐最佳纤维长度为12mm,最佳纤维掺量为1%。

动态剪切流变仪试验影响因素研究

动态剪切流变仪是美国SHRP计划中用以测试沥青结合料的中、高温性能的重要测试设备,其试验测试精度对沥青的PG分级至关重要。而在测试过程中,往往因忽略了一些限制条件而对试验结果造成很大的影响。阐述了动态剪切流变仪的测试原理及使用限制条件、温度、金属平行板的选择、高度控制等方面,为正确使用该设备测试沥青结合料性能提供指导性建议。

玄武岩纤维增强沥青胶浆高温性能研究

以玄武岩纤维为改性剂,制备玄武岩纤维沥青胶浆。通过动态剪切流变试验、重复蠕变试验研究玄武岩纤维对沥青胶浆高温性能的改善作用,分析玄武岩纤维沥青胶浆的流变性能。结果表明:玄武岩纤维掺量为2.5%时对沥青胶浆高温性能的改善效果最显著;玄武岩纤维沥青胶浆的高温性能与加载温度、加载频率之间存在良好的线性关系。

橡胶沥青的动态剪切流变试验分析

通过动态剪切流变试验,对路用橡胶沥青结合料的流变性能进行了分析。试验采用2种不同类型的基质沥青以及4种不同含量的胶粉制备成5种不同类型的橡胶改性沥青,使用动态剪切流变仪分别对原样、短期老化以及长期老化三种状态的试样进行了测试,分析了各粘弹性参数随橡胶沥青类型变化的规律。同时也对比分析了各种类型的胶粉改性沥青的高温抗车辙性能和抗疲劳性能。试验结果表明,橡胶胶粉含量在15%～21%范围内时,橡胶沥青的高温和中等温度下疲劳性能均随橡胶胶粉含量的增加而提高。