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.

短期老化对伸缩缝胶结料高温性能的影响

为研究短期老化时间和温度对沥青填充式伸缩缝(Asphalt Plug Joints,APJs)材料高温性能的影响,探索适合模拟APJs胶结料短期老化的试验方法,确定能够合理衡量APJs胶结料老化程度与短期老化后性能的试验方法与指标,结合文献与现场调研,确定了APJs胶结料短期老化的实验室模拟方法与操作流程,再通过多重应力蠕变恢复(Multiple Stress Creep Recovery,MSCR)试验对不同工况下一种应用较多的APJs胶结料(MUT)进行了测试。结果表明:增加老化时间与温度以及氧气的参与均会加重MUT材料的老化程度,短期老化对伸缩缝胶结料抵抗永久变形能力和高温恢复变形的能力均有较为突出的增强,并且短期老化对其高温性能的增强主要发生在老化过程的前120 min。利用MSCR试验对APJs胶结料高温性能进行研究时,可适当拓宽其试验温度范围,且J_(nr3.2)与R_(3.2)指标的评价效果较好,区分度较高。

氧化石墨烯-SBS复合改性沥青的高低温性能

为研究氧化石墨烯对SBS改性沥青的高低温流变性能影响,制备了不同掺量(质量分数为0.25%,0.50%,0.75%,1.00%)氧化石墨烯-(质量分数为4.5%)SBS复合改性沥青。通过动态剪切流变仪(DSR)对不同掺量的氧化石墨烯-SBS复合改性沥青进行温度扫描、频率扫描和多重应力蠕变恢复试验(MSCR),获取相关试验指标,评价不同掺量改性沥青的高温流变性能;基于时温等效扩宽频率、温度范围对不同掺量氧化石墨烯-SBS复合改性沥青进行对比分析,利用位移因子分析沥青的感温性能,并拟合出玻璃化转变温度(T_(g))对沥青低温性能进行表征;通过弯曲梁蠕变试验获取的蠕变劲度(S)、蠕变速率(m)等指标分析沥青的低温流变性能。结果表明:氧化石墨烯可以提升SBS改性沥青的高温抗车辙变形能力,增强了沥青的高温延迟弹性蠕变恢复性能,蠕变劲度模量(S)、蠕变速率(m)以及玻璃化转变温度(T_(g))3个低温指标综合表征了适量氧化石墨烯对低温性能有一定提升,其中掺量为0.75%的氧化石墨烯-SBS复合改性沥青表现出最佳的高、低温流变性能。

基于多应力蠕变恢复试验的温拌沥青高温性能

选择Evotherm^3G和EC120两种温拌剂加入基质沥青和SBS改性沥青中,配制温拌沥青.采用多应力蠕变恢复试验,对短期老化前后温拌沥青的高温性能进行评价.结果表明:两种温拌剂对沥青高温性能的影响表现出明显的差异性;Evotherm^3G温拌剂增加了沥青的应变,降低了沥青的蠕变恢复率,提高了沥青不可恢复蠕变柔量;EC120温拌剂降低了沥青的应变,提高了沥青的蠕变恢复率,降低了沥青不可恢复蠕变柔量;EC120比Evotherm^3G更能提升沥青的高温性能,但两种温拌剂均能不同程度地提高沥青的应力敏感性;短期老化提高了基质沥青的高温性能,但对改性沥青高温性能有所削弱.

水性环氧树脂改性乳化沥青高温性能试验研究

为了研究水性环氧树脂对乳化沥青高温性能的影响,制备了水性环氧树脂掺量分别为0%、5%、10%、15%的改性乳化沥青乳液;利用修正低温蒸发法将乳液在40℃条件下养生11d后裁剪成直径25mm、高1mm的圆柱形试件;基于动态剪切流变试验(DSR)、多应力蠕变恢复试验(MSCR),分别测定试件在58、64、70及76℃下保温30min后的车辙因子(G*/sinδ)、不可恢复蠕变柔量(Jnr)。研究表明:水性环氧树脂可提高乳化沥青的高温抗永久变形能力并降低乳化沥青蠕变过程中的黏性部分,减少累积变形;在评价水性环氧树脂改性乳化沥青的高温性能时,温度应选在58～64℃之间;为确保高温性能,水性环氧树脂的最佳掺量为10%。

基于MSCR试验及Burgers模型分析的沥青高温性能评价

采用多种沥青样品,通过旋转薄膜加热试验(RTFOT)、多应力重复蠕变恢复(MSCR)试验、车辙因子(G*/sinδ)测定以及Burgers模型对不同状态的沥青进行高温性能评价研究。结果表明,由于不同沥青间分子链段及相态结构的不同使改性沥青的不可恢复蠕变柔量差(Jnrdiff)远大于石油沥青,原样改性沥青的Jnrdiff随温度升高呈现无序性;改性沥青老化样品应力敏感性急剧下降,不可恢复蠕变柔量随着温度的升高呈现出逐渐升高的趋势;石油沥青旋转薄膜老化试验前后Jnrdiff变化幅度小,原样石油沥青Jnrdiff随温度的升高逐渐增大的趋势。采用Burgers模型对MSCR试验单循环蠕变加载曲线进行拟合,拟合计算采取固定值与非固定值拟合两种方式,非固定拟合参数法计算的变形分量误差大;将黏性分量(Gv)作为固定值,其他3个参数作为自由变量进行拟合计算,可以消除黏性变形误差大的问题,同时将总变形误差控制在较低程度范围,大大减小拟合误差。由于石油沥青在动态加载及静态蠕变状态下的高温变形都以黏性变形为主导,因此G*/sinδ,Gv评价石油沥青具有高度一致性;改性沥青因为改性剂种类差异,其增强高温性能的机理不同,评价改性沥青不一致。Gv增大了沥青个体间差异程度,进行沥青高温横向对比选择时,更加有利于增弹性改性沥青,而不利于增黏性改性沥青。

基于多应力蠕变恢复试验的醋酸纤维改性沥青蠕变特性研究

为了研究掺加不同来源醋酸纤维改性沥青的蠕变特性,选择4组醋酸纤维掺量制备醋酸纤维改性沥青,测试两种醋酸纤维改性沥青的针入度和软化点,并利用动态剪切流变仪进行多应力蠕变恢复试验,测试50℃时0.1kPa和3.2kPa两种应力水平的剪切应变,对比分析两种醋酸纤维不同掺量改性沥青的恢复率和不可恢复柔量。结果表明:随着醋酸纤维掺量的增加,改性沥青的针入度减小,软化点增大;掺加回收醋酸纤维改性沥青其剪切应变大于掺加原始醋酸纤维的剪切应变;掺加原始醋酸纤维改性沥青的恢复率均大于掺加回收醋酸纤维改性沥青,而不可恢复柔量的变化规律则相反。

紫外老化模式下橡胶沥青的高温蠕变特性研究

为了研究掺加废旧轮胎磨细成的橡胶粉制备橡胶沥青的高温蠕变特性,选择50目橡胶粉制备橡胶沥青,利用耐黄变试验机以不同老化温度和时间组合对橡胶沥青进行紫外老化,并借助动态剪切流变仪进行多应力蠕变恢复试验,对比分析不同老化温度和时间组合条件下橡胶沥青的恢复率和不可恢复柔量。结果表明:随着应力水平的提升,橡胶沥青的剪切应变增加,高应力水平下两组紫外老化引起的剪切应变差异增加;40℃紫外老化橡胶沥青的恢复率均大于60℃的恢复率,而不可恢复柔量的变化规律则相反。

基于MSCR试验评价SBS改性沥青的老化特征

为研究SBS改性沥青在不同老化程度时的性质,该文制备了5种不同SBS含量的改性沥青,利用薄膜烘箱试验(TFOT)、压力老化试验(PAV)进行模拟老化,通过多应力重复蠕变恢复试验(MSCR)等方法分析不同老化程度时的流变学特征。研究结果表明:MSCR可以反映改性沥青与基质沥青在流变学性质上的不同;改性沥青的老化程度与老化温度并非严格正相关,当拌和温度大于163℃时,老化程度明显加快,R对改性剂的老化敏感性强于J_(nr);高SBS含量的改性沥青具有更优的整体性能,但是随着老化程度的加深,改性剂带来的性能优势逐渐弱化。

基于MSCR的胶粉/SBS复合改性沥青储存稳定性研究

通过常规试验、基于MSCR试验的离析率指标分析了胶粉处理方法、胶粉掺量以及密炼加工对8种不同的胶粉/SBS复合改性沥青热储存过程中稳定性的影响,并利用光学显微镜观察微观结构进行验证。结果表明:经过密炼加工处理后,再生胶粉/SBS复合改性沥青储存稳定性显著提高,再生胶粉优于常规胶粉与SBS复合改性沥青。3种复合改性沥青的储存稳定性随胶粉掺量的增加而逐渐衰减。光学显微镜表明密炼加工会使得SBS与脱硫降解后的再生胶粉相结合从而改善改性沥青的热储存稳定性,并验证了基于MSCR试验提出的离析率指标对复合改性沥青储存稳定性的评价具有可行性。