老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响研究

采用劈裂试验方法,分别对新拌、短期老化和长期老化状态下沥青混合料的低温性能进行了对比研究.试验表明,未老化的沥青混合料的低温性能不能反映和预测老化后的性能,并且在评价沥青混合料低温性能时,短期老化试验比长期老化试验更为敏感,由此说明在沥青混合料低温性能试验评价过程中充分考虑老化因素的影响是必要的.     

考虑老化的沥青混合料低温性能

针对现行规范中沥青混合料低温性能评价方法的不足,分别将基质沥青混合料和改性沥青混合料在不同条件下进行老化,分析了短期老化和长期老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响.试验结果表明,长期老化对混合料低温抗裂性能影响显著.而实际使用过程中,沥青路面的低温开裂主要发生在沥青路面已经老化的后期,为了更好体现服务期内沥青路面的低温抗裂性能,建议增加长期老化后的沥青混合料进行低温抗裂性能评价并提出了考虑长期老化的沥青混合料低温抗裂性能的评价方法.     

再生SBS改性沥青混合料再度老化性能的研究

主要研究再生SBS改性沥青混合料的抗老化性能.对沥青进行24 h、48 h TFOT老化,分别模拟沥青的中度和重度老化,然后将老化沥青再生,对再生沥青拌制的混合料及新鲜沥青混合料进行室内短期与长期老化,并对老化后的沥青混合料进行性能试验与对比评价,分析了再生沥青混合料的抗老化性能及其老化规律,评价再生沥青混合料的耐久性.     

基于室内环境模拟的再生沥青混合料老化影响因素

为了解决不同环境因素对路面工程中未经压实的再生沥青混合料(recycled asphalt mixture,RAP)老化程度影响的问题,以松散的再生沥青混合料为研究对象,利用特制的室内模拟老化试验装置,通过控制温度、湿度、老化时间、氧气浓度等因素,对新制备密级配沥青混合料AC-13进行特定环境条件下模拟老化试验.结果表明:松散RAP混合料的老化程度随试验温度升高而增加,随空气湿度增加和氧气浓度下降而降低;不同试验温度下,沥青老化的成长速度和试验终值均不相同,表明老化过程中的化学反应因温度不同而有所差异;在通入纯氮气的试验中,沥青没有发生任何老化作用,表明沥青的老化只受氧化作用影响;环球法测软化点的试验结果对温度变化较为敏感,动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer,DSR)测定的动态复数剪切模量在表征沥青老化程度时存在一定迟滞效应;老化后沥青混合料低温性能出现衰减,主要原因是沥青长期老化作用导致.     

外掺剂对SMA-13沥青混合料高温性能影响试验研究

为探究外掺剂类型对SMA沥青混合料高温性能的影响,采用马歇尔设计法设计了玄武岩纤维SMA-13、木质素纤维SMA-13和复掺抗车辙剂与木质素纤维的SMA-13沥青混合料.采用车辙试验、单轴贯入试验对3种沥青混合料进行短期及长期高温性能试验.试验结果表明:短期老化中相较于传统的木质素纤维SMA-13沥青混合料,抗车辙剂的掺入可以有效提高SMA-13沥青混合料的高温稳定性能.长期老化中复掺抗车辙剂和木质素纤维沥青混合料的长期耐高温性能较差,高温稳定性随着时间的增长而迅速衰减,玄武岩纤维的掺入,可以大幅改善沥青混合料的长期耐高温性能.本文研究成果可为SMA-13沥青路面外掺剂的选用提供技术参考,具有较好的应用价值.     

橡胶沥青水老化试验研究

沥青路面的长期使用过程中,水是影响沥青老化的主要因素之一。为研究水老化作用方式及水量对橡胶沥青老化性能的影响,本文以橡胶沥青和TOR橡胶沥青两种材料为例,通过改变水作用阶段和用水量试验研究不同水老化方式对橡胶沥青老化后软化点、粘度、疲劳因子、蠕变劲度、蠕变速率的影响。试验结果表明：选择在压力老化前三分之一时间（400min）进行加水压力老化试验,后三分之二时间进行无水压力老化试验的水老化作用方式最具可行性;对比无水压力老化试验和加水压力老化试验可知,水的存在促进了橡胶沥青的热氧老化;随水量的增加,TOR橡胶沥青的高温稳定性能降低,抗疲劳开裂能力和低温性能降低,沥青老化加剧。     

道路沥青热氧老化模拟试验研究

沥青材料的抗老化性能是沥青路面耐久性的关键影响因素,室内模拟老化试验是研究沥青抗老化性能的重要方法．为了对比不同试验方法的老化效果,对5种沥青进行了延时旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）、压力老化（PAV）以及自行设计的60℃烘箱老化试验,并与自然老化路面的回收沥青指标进行了对比分析、结果表明,上述3种老化试验方法的老化效果之间有很好的对应性和等效性,都能较好地反应实际路面沥青的长期老化行为;虽然不同方法的老化温度和氧浓度存在差异,但其老化机理都是氧化反应,并无本质区别,认为RTFOT老化试验可以作为模拟沥青长期老化的试验方法．     

老化前后沥青与沥青混合料指标相关性分析

为分析老化前后沥青与沥青混合料指标相关性，开展了相应室内试验研究：在不同老化阶段进行沥青针入度、延度、软化点试验；在中、低温条件下，对不同老化时期AC-13沥青混合料进行半圆弯拉试验，分析混合料力学强度、弹性模量、断裂能演化规律；将老化前后沥青三大指标与沥青混合料力学指标进行相关性回归分析。试验结果表明，老化初期对混合料强度、弹性模量影响较大，且老化对弹性模量影响较为敏感；混合料对低温断裂能作用明显，中温断裂能显著高于低温断裂能；混合料老化前后的强度、弹性模量与沥青三大指标具有较高线性相关性，针入度可对中低温下混合料力学性能进行预测。     

泡沫沥青温拌再生混合料试验研究

动态剪切流变试验评价不同拌和工艺下沥青结合料的老化程度,并提出老化因子量测指标。试验结果表明,泡沫沥青老化程度较低,沥青混合料路用性能受到影响。拟设计中粒式沥青混凝土HMA-AC-20、FWMA-20-RAP、FWMA-20同级配的三组混合料,进行性能检测。结果表明,泡沫沥青再生混合料可压实性好、抗水损害较好;泡沫沥青混合料抗疲劳开裂、抗低温开裂效果好;加入RAP料后压实沥青混合料的动稳定度提升很多,但仍然赶不上热拌沥青混合料。     

橡胶沥青水老化试验研究

为研究水老化作用方式及水量对橡胶沥青老化性能的影响,以橡胶沥青和TOR橡胶沥青2种材料为例,通过改变水作用阶段和用水量试验研究不同水老化方式对橡胶沥青老化后软化点、黏度、疲劳因子、蠕变劲度、蠕变速率的影响。试验结果表明:选择在压力老化前三分之一时间(400 min)进行加水压力老化试验,后三分之二时间进行无水压力老化试验的水老化作用方式最具可行性;对比无水压力老化试验和加水压力老化试验可知,水的存在促进了橡胶沥青的热氧老化;随水量的增加,TOR橡胶沥青的高温稳定性能降低,抗疲劳开裂能力和低温性能降低,沥青老化加剧。     

Effect of Silicone Maintenance Materials on Thermal Aging Resistance of Asphalt Mixture

Early water damage of asphalt pavement is one of the major types of destruction,so taking maintenance on asphalt pavement at the proper time is necessary. Many new maintenance materials and methods are in use nowadays to prevent pavement from water damage and skidding. This paper aims to study the effects of the silicone maintenance materials on thermal aging resistance of asphalt mixture. After thermal aging,the asphalt mixture using silicone materials and the control mixture are evaluated through their engineering properties,including indirect tensile modulus,low-temperature performance and fatigue resistance. The results indicate that the silicone materials used as repairing material can improve low-temperature performance and fatigue resistance of asphalt mixture,and decrease the indirect tensile modulus ratio before and after thermal aging. Consequently,the silicone maintenance material has the ability to protect asphalt mixture from thermal aging.     

Fatigue property of basalt fiber-modified asphalt mixture under complicated environment

The fatigue property of asphalt mixtures under complicated environment （low-temperature bending performance, chloride penetration, freezing-thawing cycle and their coupling effect） and the improvement effect for relevant property of basalt fiber-reinforcing asphalt mixture under complicated environment are studied. Two grading types of asphalt mixtures, AC-16I and AC-13I, are chosen, whose optimum asphalt-aggregate ratio and optimum dosage of basalt fiber are determined by the Marshall test. The standard specimens are made firstly, and then the low temperature bending tests of asphalt mixture and basalt fiber-reinforced asphalt mixture under the coupling effect of the chloride erosion and freezing-thawing cycle have been carried out. Finally, the fatigue property tests of asphalt mixture and basalt fiber-reinforced asphalt mixture under complex environment are performed on MTS material testing system. The results indicate that the tensile strength, the maximum curving tensile stress, the curving stiffness modulus, and fatigue properties of asphalt mixture are influenced by the coupling effect of the chloride erosion and freezing-thawing cycle. The low-temperature bending performance and fatigue property of asphalt mixtures under complicated environment can be greatly improved by adding moderate basalt fiber. The dense gradation asphalt mixture possesses stronger ability to resist adverse environmental effects under the same condition.     

SBR改性沥青在寒冷地区的路用性能

目的研究SBR改性沥青在寒冷地区的适用性．方法结合北方寒冷地区的气候特点,采用SBR改性剂对辽河90^#沥青进行了改性研究,并进行了改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能、水稳定性等路用性能试验．结果综合考虑经济技术两方面的因素,SBR改性剂的最佳掺入的质量分数为4％;SBR改性沥青混合料的冻融劈裂强度明显大于基质沥青混合料,TSR提高比例为12％;SBR改性沥青的车辙动稳定度约是基质沥青的3倍;SBR改性沥青的破坏应变约是基质沥青的1．5倍;当都采用4．5MPa应力加载时,SBR改性沥青混合料的疲劳寿命是基质沥青混合料疲劳寿命的5倍．结论研究表明辽河90^#沥青经SBR改性后的路用性能有了显著的提高;适合北方寒冷地区的气候特点．     

水性环氧树脂改性乳化沥青混合料性能

为了解决现有冷拌冷铺沥青混合料性能不足的问题,研究了水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的性能.采用先乳化后改性的方法制备了水性环氧树脂改性乳化沥青,利用击实试验和马歇尔设计方法确定了混合料的最佳外掺水量和最佳乳化沥青用量,对比分析了其击实和养生方式,并利用车辙试验、低温弯曲破坏试验、浸水马歇尔试验、疲劳试验等分别评价了其高温性能、低温性能、水稳定性能和疲劳性能.试验结果表明:采用第一次击实50次、110℃养生24 h、第二次击实25次、室温静置24 h的最佳击实和养生方式,可使水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的密度、空隙率、水分挥发量和稳定度达到最优.同时,与热拌沥青混合料性能相比,水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的高温性能优越,低温性能和疲劳性能不足,水稳定性能基本保持一致.     

沥青混合料抗剪强度影响因素评价指标研究

较高的抗剪强度可以保证沥青混合料在高温下具有良好的抵抗永久变形的能力。主要采用单轴贯入试验,就如何选择高性能沥青混合料的材料设计参数指标进行了研究。研究结果表明,除了沥青的性能外,粗集料、特别是细集料的性能对沥青混合料抗剪性能也有极大的影响。在进行沥青混合料设计时,采用高棱角性指标的粗、细集料以及高粘度的沥青来提高沥青混合料的整体抗剪强度。并且在施工时控制混合料的压实度以确保沥青路面的长期性能。