BRA改性沥青混合料性能试验及路用价值研究

通过细致分析并优选布敦岩沥青干法改性工艺。采用干法改性工艺,研究布敦岩沥青的特性及布敦岩沥青的改性机理。针对现有的布敦岩沥青改性沥青混合料配合比设计方法进行比较,分析了得出其优缺点,采用“改进型折减法”作为布敦岩沥青改性沥青混合料的配合比设计方法,结合某公路试验路路面采用的BRA改性沥青AC-16C型混合料、70号基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料的性能对比实验研究,同时结合同类型工程实际进行BRA和SBS的成本和碳排放对比分析,从混合料的高温性能、水稳性能、低温性能、疲劳性能和路用价值需要综合考量,分析BRA改性沥青混合料在国内现今形式下综合路用价值,得出相较于传统混合料30年周期综合性能优越、节约财务成本320万/km、每吨沥青混合料的碳排放为24.08 kg。

BRA改性沥青混合料AC-13C适宜掺量的研究

依托湖南凤大高速公路BRA改性沥青路面试验段,选取5种BRA掺量,对BRA改性沥青混合料BAC-13C的配合比设计和路用性能进行了研究。研究结果表明：BRA中天然沥青可替代部分基质沥青,矿物质可替代部分细集料和矿粉;随着BRA掺量的增加,基质沥青最佳油石比呈线性减小,但其减小量小于BRA中天然沥青的增加量,故BRA改性沥青混合料的总最佳油石比略高于普通沥青混合料的0.1%~0.2%。BAC-13C的各项路用性能均达到改性沥青混合料的技术要求,且BRA的掺入可显著提高沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及抗拉强度,但对低温抗拉能力有所影响。因此,BRA改性沥青混合料具有优良的路用性能,适合于南方湿热地区高等级公路沥青路面使用,提出BRA的适宜掺量为混合料质量的2%~4%,最佳掺量为3%。

SBS及BRA岩沥青改性沥青混合料性能比对研究

通过对BRA岩沥青改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料进行室内性能对比试验,同时结合宝鸡至陕甘界高速公路的工程项目实施,探讨了BRA岩沥青改性沥青混合料的技术优势,为岩沥青改性沥青混合料的广泛应用提供了技术参考。

BRA改性沥青及其混合料性能研究

以克拉玛依70#沥青作为基质沥青,进行了不同掺量BRA改性沥青性能试验研究。结果表明,随着BRA掺量的增加,改性沥青的感温性能、高温性能和低温抗裂性能均有显著提高,并据此推荐BRA的适宜掺量是20%。另外,为了进一步检验BRA的路用性能,还进行了基质沥青混合料和掺量20%BRA改性沥青混合料的车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验,结果显示,BRA改性沥青混合料是一种性能优良的沥青混合料。

硅藻土/BRA岩沥青复合改性沥青组成优化及其混合料性能研究

为了协同改善沥青混合料的高低温性能与水稳定性,将硅藻土与布墩岩沥青(BRA)进行复配,以获得综合路用性能优异的沥青混合料。基于硅藻土/BRA复合改性沥青锥入度试验、软化点试验、直接剪切试验优化了适宜的硅藻土与BRA掺配范围,并研究了硅藻土/BRA复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明:掺入硅藻土和BRA复合改性剂可显著降低基质沥青的锥入度、提高软化点、提高抗剪切强度;可显著提高沥青混合料的高温稳定性与水稳定性,同时降低单轴贯入剪切强度对试验温度的敏感性。14%硅藻土与20%BRA复合改性的沥青混合料具有良好的低温抗裂性能和优异的水稳定性。

BRA/SBS复合改性沥青混合料路用性能研究与工程应用

大交通量和重载对沥青路面的抗车辙性能提出严峻考验,为了提升沥青混合料的抗车辙性能,减少沥青路面车辙,延长路面使用寿命,在常规沥青混合料中添加高灰分岩沥青BRA和聚合物改性剂SBS,形成复合改性沥青混合料。为研究复合改性沥青混合料的路用性能,首先进行了高灰分BRA与SBS复合改性岩沥青混合料的制备,然后对其路用性能性能进行了测试,并且与改性Sup20和高模量EME-14两种混合料进行对比,最后在实体工程中进行了示范应用。试验结果表明:采用高灰分BRA和SBS对普通沥青进行复合改性,能有效提高沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,且对提高沥青路面的抗车辙性能和抗水损害性能具有显著改善作用;工程实践表明,BRA/SBS复合改性沥青路面在行驶质量、车辙深度、抗滑性能和路面结构强度等方面均表现良好,尤其在抗车辙能力上有明显优势。

岩沥青BRA对沥青胶浆粘度及流变性能的影响研究

按照1.2的粉胶比,将BRA中的灰分以0%、25%、50%、75%、100%的比例取代矿粉,分别制备BRA单一改性的沥青胶浆A与BRA和SBS复合改性的沥青胶浆B,通过采用沥青胶浆常规指标测试试验、粘度及DSR试验,研究了BRA对沥青胶浆常规性能、粘度以及流变性能的影响规律。结果表明:掺入BRA后沥青胶浆的硬度增大,稠度增加,延度略有降低,高温性能提升显著,而低温抗裂性能改善并不明显;BRA单一改性的沥青胶浆A粘度随矿粉取代比例的增加而增大,高温抗变形能力提升,而BRA与SBS复合改性的沥青胶浆的高温性能和施工和易性均得到改善,施工难度降低;BRA的掺入使得沥青胶浆的复合模量增大、相位角减小,有效降低了沥青胶浆中的粘性成分,改善了其弹性恢复性能,同等荷载条件下提升了沥青胶浆的高温抗变形能力。

布敦岩沥青改性沥青混合料试验研究

通过电子探针检测,测得了布敦岩沥青的矿物组成元素主要为碳、氧、硫、硅、镁、铝、钙、钾及铁等;微观形态结构表明布敦岩沥青中有的岩矿是多孔材料,沥青和岩矿相互包容.沥青组分试验表明,跟普通石油沥青相比,该种岩沥青的沥青质含量很高而胶质含量较低.不同温度的针入度结果则揭示了布敦岩中的沥青能明显改善基质沥青的高温性能,但同时降低其低温性能.高温弯曲蠕变试验进一步证实了布敦岩沥青对沥青混合料的高温性能具有显著的改性作用.

布敦岩沥青与粗集料黏附性能评价方法

为评价布敦岩沥青(BRA)与粗集料的黏附性能,根据粒径差异提出干拌称重法,给出定量评价指标——黏附系数δ,分析了粗集料岩性种类和布敦岩沥青预热温度对2种材料黏附性能的影响.借助表面能理论,通过分析不同粗集料岩沥青体系的黏附功Wa,验证了采用干拌称重法评价布敦岩沥青与粗集料黏附性能的有效性.结果表明:粗集料岩性种类和布敦岩沥青预热温度均对2种材料黏附性能有显著影响,推荐布敦岩沥青预热温度为90~96℃.

岩沥青SBS复合改性沥青混合料的性能与机理

通过室内试验评价了布敦岩沥青(BRA)改性剂以及BRA-SBS复合改性措施对沥青混合料路用性能的影响;采用X射线衍射仪对岩沥青进行测试,结合相关理论分析了岩沥青对沥青混合料的改性机理.结果表明:BRA改性沥青混合料能达到与SBS改性沥青混合料相近的高温稳定性、水稳定性和抗疲劳性能;BRA改性沥青混合料的低温抗裂性较低,难以满足冬寒区路面表面层的低温抗裂性要求,采用BRA与低剂量SBS复合改性的沥青混合料可以用于各种温度分区的路面表面层;由于BRA中的矿物成分主要是方解石,因此BRA与沥青之间的反应是一个物理共混过程,BRA中沥青固有的高黏度和耐久性是改善沥青混合料性能的主要原因.

布敦岩沥青复合改性SMA-13混合料设计及性能

为了提高SMA路面的高温抗变形能力,以布敦岩沥青（BRA）作为改性剂,对5种BRA掺量的BRA与SBS改性沥青复合改性沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-13（简记为BSSMA-13）的配合比设计和路用性能进行了试验研究。根据BRA中纯天然沥青和矿物质含量及沥青混合料材料组成,提出了BRA改性沥青混合料配合比的计算方法,为其配合比设计提供了分析依据。研究结果表明：BRA可替代部分SBS改性沥青、细集料和矿粉,但不应采用BRA中纯天然沥青等量替代SBS改性沥青;BSSMA-13的总最佳油石比随着BRA掺量的增加而略有增加,在BRA掺量2%-5%范围内,提高0.1%-0.3%。路用性能检验表明：BRA的掺入可有效提高BSSMA-13的高温稳定性、水稳定性、抗弯拉强度及粘结性能,且具有良好的抗渗性能和抗滑性能,但对低温抗变形能力有一定影响。据此,确定BRA的适宜掺量为3%-4%。因此,BRA是一种性能优良的改性剂,经过改性的SMA-13适合于南方多雨地区大交通道路的桥面、隧道、长大纵坡及弯道等特殊路段的沥青路面。

印度尼西亚布敦岛天然岩沥青溶剂抽提工艺研究

对岩沥青进行了资源分析与利用现状评价,针对印度尼西亚布敦岛天然岩沥青矿开发了一种溶剂抽提岩沥青生产石油沥青和燃料油的新工艺,并探讨了该工艺的技术经济可行性。对不同含油率的沥青样品采用不同溶剂进行抽提,进行了抽出油实沸点蒸馏、沥青指标分析和不同样品掺兑等实验,确定了溶剂抽提工艺方案。结果表明,选择合适的溶剂和馏程分配,能得到燃料油和石油沥青,所得沥青的软化点、针入度、延伸度等指标达到北美岩沥青技术指标要求。

布敦岩沥青改性沥青混合料疲劳耐久性试验研究

为了研究布敦岩沥青改性沥青混合料的疲劳耐久性,利用万能材料试验系统,对基质沥青混合料、布敦岩沥青改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行4种不同应力比条件下的疲劳耐久性试验,分别拟合得到3种沥青混合料的疲劳方程拟合参数,并对试验结果进行对比分析。试验结果表明:在相同应力比条件下,基质沥青混合料疲劳寿命最短,SBS次之,布敦岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命最长;布敦岩沥青改性沥青混合料疲劳方程拟合参数K最大,n最小。疲劳方程拟合参数K和n表征布敦岩沥青改性沥青混合料对于应力比变化的敏感程度最低,在荷载水平增加相同幅度的条件下,布敦岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命衰减量最小,进一步说明其具有较好的抵抗疲劳荷载的能力,其疲劳耐久性最好,将其用于沥青路面铺筑可有效延长路面的使用寿命。

布敦岩沥青材料性质试验分析

为了揭示布敦岩沥青(BRA)的改性机理,通过抽提和燃烧分离及材料物化和细观试验,对BRA的原材料、矿物质、纯天然沥青和改性沥青的性质进行了分析,并与矿粉和普通道路石油沥青进行了对比。研究结果表明,BRA矿物质比表面积大,呈多孔蓬松石灰岩结构,可用作矿粉;BRA纯沥青属于天然硬质沥青,其沥青质含量高,芳香环结构含量多,沥青质与胶质分子量大,且N和S等杂元素以官能团形式存在,胶体稳定,流变性较差;BRA纯沥青与其矿物质之间具有很强的裹覆和吸附作用,并形成稳定的团粒结构。同时,BRA纯沥青与石油沥青之间相容性好,呈现高度稳定的物理融合,使得BRA能将其优良性质遗传给石油沥青。因此,将BRA掺入石油沥青中,其改性机理主要是天然硬质沥青的增粘作用和石灰岩矿物质的增劲作用,从而可有效提高改性沥青的抗高温、抗剥离、抗变形、抗老化和抗温敏等性能,是一种优良的路用改性剂。

布敦岩沥青改性沥青混合料的二阶段设计方法研究

该文阐述一种布敦岩沥青改性沥青混合料的设计方法。它通过两个阶段的设计步骤,在沥青混合料拌和过程中加布敦岩沥青(Buton Rock Asphalt,以下简称BRA),提高了普通基质沥青混合料的路用性能。第一阶段不添加BRA,采用马歇尔设计方法获得沥青混合料的最佳油石比。第二阶段在第一阶段获得的沥青混合料最佳油石比的基础上采用限定沥青与布敦岩沥青比例的方式添加BRA,且必须保持初试总沥青用量与第一阶段最佳沥青用量基本持平。最后采用马歇尔设计方法获得BRA改性沥青混合料的最佳油石比。

布敦岩矿料的沥青混合料路用性能

以70号A级道路石油沥青为依据,实施了6种不同布顿岩矿料掺量的6种AC20矿料级配的布顿岩沥青混合料路用性能研究。结果表明,布敦岩沥青原材料中的岩矿料对矿料级配组成与路用性能均影响较大;合理选择布敦岩沥青油石比可显著提高综合路用性能,较优油石比为0.7%~1.3%时的路用性能接近于SBS改性沥青混合料,但对提高水稳定性能力有限;布敦岩沥青最佳掺量为23.7%,与布敦岩沥青原材料自身的油石比几乎相同。

布敦岩沥青改性沥青混合料的路用性能研究

文章以道路材料实验室为依托,通过中海油AH-70#基质沥青、布敦岩沥青(BRA)、SBS改性沥青混合料的对比试验,研究以干法掺入不同BRA掺量的改性沥青混合料的综合路用性能。结果表明:布敦岩沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温性能明显优于基质沥青混合料;当BRA掺量为3%时,混合料各项指标均已接近或达到了SBS改性沥青沥青混合料的性能,而当掺量从3%增加到4%时,混合料的高温性能、水稳性能均有所降低,因此,工程应用中的布敦岩沥青掺量宜在3%附近。

基于材料特性的岩沥青改性沥青高温性能研究

基于材料特性研究岩沥青作为改性剂对基质沥青高温性能的影响行为,并根据动态频率扫描试验和重复荷载试验分析岩沥青掺量对高温抗变形性能的影响规律,研究数据表明,岩沥青改性剂随掺量的增加能显著提高基质沥青的动态剪切模量,减小相位角,增强高温抗变形能力.岩沥青改性剂与SBS改性剂相比,对基质沥青改性后的流变行为存在较大差异,20%掺量的岩沥青改性沥青在40℃时与SBS改性沥青高温抗变形能力相当,但随着温度升高导致材料中矿物质的沉淀,高温抗变形能力低于SBS改性沥青.基于Burgers模型拟合数据高温性能指标η0来定量说明矿物质沉降对岩沥青改性沥青高温性能带来的显著影响.

制作工艺对布敦岩沥青混合料高温性能的影响

采用常规的车辙试验探究短期老化条件、不同放置时间(24,48,72h),以及拌和楼拌和工艺对布敦岩沥青混合料高温性能的影响;采用单轴贯入试验对现场取芯试件的布敦岩沥青混合料抗剪强度进行研究.结果表明,短期老化后的布敦岩沥青混合料动稳定度高于未老化的布敦岩沥青混合料,且放置时间越长,短期老化对动稳定度的提升越明显;放置时间的延长有助于布敦岩沥青混合料动稳定度的增长,建议布敦岩沥青混合料车辙试验的试件放置时间为48h.此外,岩沥青后加工艺拌制的布敦岩沥青混合料的高温性能优于常规工艺.

布敦岩沥青改性沥青混合料低温抗裂性能试验研究

通过弯曲试验和冻断试验研究了经受紫外老化前后的布敦岩沥青(BRA)改性沥青混合料的低温抗裂性能,结果表明:紫外老化前BRA改性沥青混合料破坏应变比基质沥青混合料提高248μξ,冻断温度降低0.2℃,变化均不大;紫外老化后BRA改性沥青混合料比基质沥青混合料提高1 310μξ,提高幅度超过1倍。这表明,BRA改性沥青混合料在多因素耦合作用下的低温抗裂性能比基质沥青混合料更优,其路用性能衰变速率更慢。同时,结合试验结果提出了沥青混合料的开裂曲线,并尝试建立了沥青混合料的开裂计算模型。