温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能研究

为研究再生SBS改性沥青混合料(RAP)掺量和温拌剂种类对温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能的影响,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验分析了在RAP掺量为0,10%,30%,50%,Sasobit温拌剂掺量为3.0%和Evotherm温拌剂掺量为2.0%的温拌SBS改性再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳性能,并通过灰色关联度分析RAP掺量对两种温拌再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明,RAP的掺入可以极大地改善温拌再生沥青混合料的高温性能,但不利于其低温抗裂性能和水稳定性能。不同RAP掺量的沥青混合料对各项路用性能影响程度大小排序均为:水稳定性能<低温抗裂性能<高温稳定性能。在RAP掺量为30%时,掺入Evotherm温拌剂的再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能优于掺入Sasobit温拌剂的再生沥青混合料。

SMC再生SBS沥青的流变性能和微观特性研究

【目的】探究新型温拌再生剂甲基苯乙烯共聚物(styreneic methyl copolymer,SMC)对老化苯乙烯系热塑性弹性体(styrene butadiene styrene,SBS)改性沥青的再生效果和再生机理。【方法】首先,在室内制备不同老化程度的沥青。然后,采用SMC再生剂对不同老化程度的SBS改性沥青进行再生。接着,对再生后的SBS改性沥青进行动态剪切流变和低温弯曲蠕变试验,以评价其流变性能。最后,开展红外光谱试验以揭示其作用机理,进行电镜扫描试验以验证SMC再生剂的再生效果。【结果】SMC再生剂会降低老化SBS改性沥青的车辙因子,降低老化SBS改性沥青的恢复率,同时会使老化SBS改性沥青的低温性能得到极大提升。SMC再生剂未与SBS改性沥青发生化学反应,两者仅为物理共混。同时,SMC再生剂能够弥补沥青因老化产生的裂缝。【结论】SMC再生剂对老化SBS改性沥青具有较好的修复效果,能够为沥青的再生提供一种新的途径。

EC130温拌剂对SBS改性沥青高温性能及抗疲劳性能的影响

作为制备沸石发泡沥青的发泡剂,EC130温拌剂释放的发泡水和残留的沸石矿物对沥青的性能有着不同的影响.为研究EC130温拌剂对SBS改性沥青高温性能和抗疲劳性能的影响,采用石灰岩矿粉、EC130沸石矿物和EC130温拌剂等3种添加物,设计了以添加物掺量为变量的单因素试验.以石灰岩矿粉为参照对象,通过温度扫描试验、多重应力蠕变恢复试验和线性振幅扫描试验,分析了EC130沸石矿物和EC130温拌剂释放的发泡水对SBS改性沥青高温性能和抗疲劳性能的影响.结果表明:同石灰岩矿粉一样,沸石发泡沥青中的EC130沸石矿物使沥青弹性增大、黏性减小,有利于抗车辙性能的提升,但不利于抗疲劳性能;沸石发泡沥青中的发泡水使其黏性增大、弹性减小,有利于抗疲劳性能的提升,但不利于抗车辙性能.

BMH型温拌剂对废塑/SBS复合改性沥青疲劳性能的影响

借助动态剪切流变仪(DSR)温度扫描试验、时间扫描试验、线性振幅扫描试验以及红外试验对废塑/热塑性丁苯橡胶(SBS)复合改性沥青的抗疲劳性能进行了分析。结果显示:路陆邦(BMH)型温拌剂可以降低废塑/SBS改性沥青的疲劳因子,降低耗散能,提高抗疲劳性能,且以1.2%(质量分数,下同)的掺量表现最佳。归一化动态模量衰减至初始模量50%的指标值(N_(f50))和刚度比(S)×循环加载次数(N)均可以用来表征温拌废塑/SBS复合改性沥青的疲劳寿命,通过S×N指标来表征的疲劳寿命总体上低于N_(f50),1.2%掺量改善抗疲劳性能最优,1.4%掺量改善效果不升反降。BMH型温拌剂对于老化后沥青试样疲劳性能的改善效果更明显;无论是老化还是未老化的沥青试样,温拌剂的改善效果在高应变水平环境中更为突出;抗疲劳性能以1.2%掺量BMH型温拌剂样品最优。BMH型温拌剂能够通过降低羰基及亚砜基含量来提高沥青抗疲劳性能,对老化后的沥青提升效果更明显,这与线性振幅扫描试验结果一致。

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。

温拌型沥青混合料两阶段拌和技术研究

基于中心复合设计方法及沥青混合料路用性能试验,对温拌型沥青混合料两阶段拌和技术进行研究。得出两阶段拌和模式下拌和质量的影响因素,设计和验证拌和温度、预拌沥青用量、预拌时间、第二阶段拌和时间等重要的拌和工艺参数;路用性能试验结果表明:温拌型沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等方面均有显著提升。

温拌再生SBS改性沥青在道路工程中的应用

为探究不同温拌剂掺量与再生剂掺量对温拌再生SBS改性沥青的性能影响并得到最优配比,采用正交实验法,以温拌剂、SBS改性沥青、再生剂的掺量作为影响因素,以沥青的黏附功、剥落功、135℃布氏旋转黏度以及64℃车辙因子G^(*)/sinδ为评价指标,建立因素水平影响趋势图,探讨3种添加剂掺量对沥青技术指标的影响规律,并优选出温拌再生SBS改性沥青的最佳掺量。结果表明:最佳外掺质量分数温拌剂为4.5%、再生剂为20%、新SBS改性沥青为40%。

温拌剂EC-120对SBS改性沥青流变性能的影响研究

为研究温拌剂EC-120对SBS改性沥青流变性能的影响规律,通过布洛克菲尔德黏度计法、DSR和BBR试验分别研究了EC-120温拌剂在不同掺量(2%、4%、6%)下对SBS改性沥青高温黏度、高温抗车辙能力及低温抗裂性能的影响,并以车辙因子和蠕变劲度的老化指数为指标分析4%EC-120温拌剂对SBS改性沥青老化性能的影响。结果表明,EC-120温拌剂可以显著降低SBS改性沥青的高温黏度,提高SBS改性沥青的高温抗车辙能力,但会对SBS改性沥青的低温抗裂性能产生消极影响;EC-120温拌剂可改善SBS改性沥青的老化性能,减缓老化速率。建议EC-120温拌剂掺量为4%。

温拌高模量改性沥青粘附特性研究

通过接触角试验,分析了高模量改性沥青在不同集料表面的铺展过程,探究了温拌剂对高模量改性沥青接触角和表面张力的影响;利用原子力显微镜测试技术(AFM)探究了温拌剂对高模量改性沥青微观粘附作用的影响。结果表明:温拌剂能够加快高模量改性沥青在集料表面的铺展速度,高模量改性沥青在不同集料表面的铺展速度不同;155℃条件下温拌剂对高模量改性沥青接触角和表面张力的降幅要大于105℃条件下;温拌剂掺量超过1.5%时,可显著提升高模量改性沥青高温时的集料表面浸润效果;温拌剂掺量由1.5%增加至2.0%,高模量改性沥青粘附力和粘附能降幅最大。

改性赤泥微粉温拌剂制备及泡沫沥青性能研究

分别采用浓度为1 mol/L的HCl、NaOH、NaCl溶液对活化赤泥微粉进行改性,制备改性赤泥微粉温拌剂与泡沫沥青,通过室内试验研究了温拌剂对沥青胶浆低温流变性能与抗老化性能的影响规律。结果表明,活化赤泥微粉的最佳化学改性剂为NaOH;当发泡温度为150℃,温拌剂掺量为20%时,最佳含水率由35%降至30%条件下膨胀率达到7.7倍;温拌剂显著提高了泡沫沥青的低温流变性能,但随着温拌剂掺量的增加,提升效果有所减小;温拌剂进一步提高了沥青的抗老化性能,随着温拌剂掺量的增加,抗热氧老化性能提升效果减弱,抗紫外老化性能提升效果增强。

温拌剂对橡胶改性沥青路用性能的影响

温拌沥青混合料与橡胶改性沥青混合料在国内的应用发展十分迅速,两项技术结合可以在路用性能、施工性能方面实现优势互补,并具有节能减排、绿色环保的优势。为探讨温拌剂对橡胶改性沥青路用性能的影响,以60目废旧轮胎胶粉、盘锦90#沥青、国产LKW-Ⅱ型温拌剂制备改性沥青,通过室内试验,分析研究温拌剂对橡胶改性沥青及其混合料性能的影响。确认温拌剂能够降低橡胶改性沥青的温度敏感性、改善橡胶改性沥青的低温流变性及其使用耐久性,并有效提升橡胶改性沥青混合料的高低温稳定性。

复合多聚磷酸改性沥青混合料高温蠕变特性与本构关系研究

为了研究复合多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料的高温蠕变特性,采用三轴重复蠕变恢复试验,根据竖向永久变形、应变速率和流动指数指标,对比分析了不同条件下SBS改性沥青混合料与PPA+SBS复合改性沥青混合料高温蠕变特性;综合运用黏弹塑性力学和损伤力学理论,建立了重复荷载作用下沥青混合料竖向永久变形的蠕变损伤力学模型。研究结果表明:在不同温度和应力水平下,PPA+SBS复合改性沥青混合料竖向永久变形和应变速率均小于SBS改性沥青混合料,但其流动指数却远大于SBS改性沥青混合料;将Burgers模型中串联的黏壶替换为黏塑性元件所形成的损伤本构模型,可以全面反映沥青混合料三阶段的竖向永久变形特性。

温拌SBS改性沥青的流变特性及微观机理研究

将两种不同类型的温拌剂ACMP和XT-WY2分别加入到SBS改性沥青中,制备温拌SBS沥青,进行了黏度和高低温流变实验,并通过傅里叶红外光谱和荧光显微镜研究其微观形貌。结果表明,ACMP不利于沥青的高温性能,但与沥青的相容性较好,可以提升其低温性能,XT-WY2并未明显改变沥青的流变性能。两种温拌剂均为物理改性,都会提高SBS改性剂在沥青中的分散均匀性,但分散效果不尽相同。温拌沥青的微观参数荧光面积与其流变性能相关性很强,可反映其高低温性能。

基于MSCR试验的温拌阻燃沥青高温性能评价与分级

本研究利用70号道路石油沥青和SBS改性沥青,将温拌剂(Sasobit)、氢氧化铝(ATH)和有机蒙脱土(OMMT)与沥青复配,制备成三种不同阻燃剂掺量(质量分数)的温拌阻燃沥青,采用多应力蠕变恢复(MSCR)试验开展对温拌阻燃沥青高温性能的评价。分别对温拌阻燃沥青在60℃下的应变变化、蠕变恢复率(R)、不可恢复蠕变柔量(J_(nr))及其相应应力敏感性指标(R_(diff)、J_(nrdiff))进行分析,并依据AASHTO M 332-20标准对不同阻燃剂掺量的温拌阻燃沥青进行交通分级。结果表明:随着阻燃剂掺量的提高,两种类型沥青的应变值减小,J_(nr)值呈减小趋势,R值呈增大趋势;阻燃剂掺量较低时,提高其掺量对沥青结合料的高温性能改善效果更加明显;温拌阻燃沥青(道路石油沥青)的J_(nr3.2)值不满足AASHTO标准中“≤4.5”的要求。温拌阻燃沥青的J_(nrdiff)值均能满足AASHTO标准中“≤75%”的要求。温拌阻燃沥青(道路石油沥青)未达到标准交通要求而无法分级,温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)在4%阻燃剂掺量下达到特重交通的标准,在8%、12%掺量下达到极重交通的标准,因此温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)的高温性能更好。基于对温拌阻燃沥青蠕变力学指标、高温交通分级和经济性的综合考虑,推荐复配阻燃剂(ATH、OMMT的质量比为3∶1)的最佳掺量为8%。

温拌再生SBS改性沥青混合料路用性能研究

为研究温拌再生SBS改性沥青混合料的路用性能,通过马歇尔试验以空隙率作为控制参数评价了温拌再生SBS改性沥青混合料的降温效果,并以热拌条件为对照组,采用车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔及冻融劈裂试验等研究了温拌再生SBS改性沥青混合料的高低温性能和水稳定性。试验结果表明,Evothem温拌剂可有效降低沥青混合料的拌和温度约20℃,且RAP不仅会增加混合料空隙率及拌和温度,而且还会降低混合料的低温抗裂性和抗水损害性能,但其可增强混合料的高温抗车辙能力,加入温拌剂及温拌条件下更有利于温拌再生SBS改性沥青混合料的低温性能和水稳定性。

温拌剂对脱硫胶粉改性沥青流变性能和微观结构的影响

通过动态流变剪切试验、低温弯曲梁试验、原子力显微镜和傅里叶变换红外光谱研究了两种温拌剂Sasobit和XP 32157对脱硫胶粉改性沥青(DRA)的流变性能、高低温性能、表面粗糙度及微观结构的影响,并与未添加温拌剂的DRA进行了对比。结果表明,两种温拌剂均可有效改善DRA的流变性能和高温稳定性,Sasobit的效果更好,XP 32157能够提高DRA的延度和针入度;在低温性能方面,XP32157的改善效果不佳,Sasobit则起反作用。两种温拌剂的加入均能降低DRA的表面粗糙度,其改善了胶粉与沥青的相容效果,且Sasobit的作用更明显。温拌剂对于DRA的作用主要为物理改性。

RAP精分料超薄磨耗层复合改性沥青混合料配合比设计及验证

为拓展因路面养护铣刨而产生的大量沥青混合料回收料(RAP)的应用范围,依托油石分离技术,利用物理碰撞方式将玄武岩RAP精分为10~15 mm,5~10 mm,3~5 mm,0~3 mm共4档料,采用复合改性沥青为高黏沥青改善RAP相关性能,进行100%RAP掺量超薄磨耗层的配合比设计,并从高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和构造深度等方面验证其路用性能。研究结果表明:超薄磨耗层最佳新掺油石比为3.0%,最佳综合油石比为6.3%;精分RAP超薄磨耗层的渗水系数极大,将标准马歇尔试件切开,其内部存在较多连通的空隙;精分RAP超薄磨耗层动稳定次数为13404次/mm,远超规范所要求的3000次/mm,表明其高温稳定性优越;而最大弯拉应变仅为2438.694με,表明低温抗裂性较差。

大风低温环境下热拌温铺技术降温特性研究

为解决大风低温环境下沥青路面施工压实度不足的工程问题,依托德昌至会理高速工程,采用热拌温铺技术并通过延长有效压实时间来保证压实度。先介绍了大风低温环境下热拌温铺技术,后通过室内马歇尔变温击实试验、车辙试验、浸水马歇尔试验及小梁弯曲试验探究了热拌温铺沥青混合料的碾压温度和路用性能,再通过现场试验分析了热拌温铺沥青混合料的降温规律并对路面检测结果作出评价。研究结果表明:1)热拌温铺沥青混合料具有更低的可压实温度,同时其综合路用性能可以得到保证;2)相较普通热拌沥青混合料,热拌温铺沥青混合料具有更为缓慢的降温速率,可获得更长的有效压实时间;3)路面检测结果显示,大风低温环境下热拌温铺沥青混合料铺筑效果良好;4)热拌温铺技术拓宽了混合料的碾压温度范围,可有效解决大风低温环境下沥青路面施工压实度不足的难题。

干拌废胎胶粉复配SBS改性沥青与混合料性能研究

基于废胎胶粉复合改性沥青胶结料和混合料性能试验,优化得到最佳的干拌废胎胶粉与SBS掺量,并铺筑干拌废胎胶粉复合SBS改性沥青混凝土路面试验段。结果表明:干拌废胎胶粉复合SBS改性沥青混合料,具有优异的高低温性能、抗剪切性能与抗疲劳性能,推荐使用2.5%SBS+15.0%、20.0%干拌废胎胶粉和3.5%SBS+10.0%、15.0%干拌废胎胶粉复配方案。试验应用中3.5%SBS+15.0%干拌废胎胶粉复合改性沥青混凝土的综合路用性能优良,具有推广应用价值。

高掺量RAP温拌再生SBS改性沥青的物理-流变性能研究

温拌再生技术因具有再生料掺量高、施工温度低、碳排放量少等优点受到的关注越来越多。为了揭示和掌握高掺量RAP温拌再生沥青的性能变化规律,对高掺量RAP温拌再生SBS改性沥青的物理-流变性能进行了研究,然后选取2种典型温拌剂和3种掺量的RAP制备了6组温拌再生沥青,并开展了三大指标、旋转黏度和温度扫描试验。研究结果表明:温拌剂S能够显著改善高温抗车辙性能,降低高温敏感性,但疲劳寿命会受到不利影响;温拌剂E能够改善沥青中温抗疲劳性能,其对高温性能的不利影响会随着RAP掺量的增加而被抵消。在实际工程中,夏季炎热地区宜选择温拌剂S,以防产生高温车辙;冬季寒冷地区宜选择温拌剂E,以防产生低温开裂。