第２８卷第４期２ＯＯ８年８月中外公路
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文章编号：１６７ｌ一２５７９（２００８）０４一ｏｚ３３一０４
改性沥青低温性能评价指标的研究
邱志永
（郴州永兴县交通局，湖南郴州４２３３００）
摘要：鉴于目前国内外没有公认的、比较合理的改性沥青低温抗裂性能评价指标，该文建立了常用改性沥青低温性能指标和沥青混合料低温性能的关联性。依据试验中各种评
价指标与沥青混合料低温性能关联度的排序结果，得到临界开裂温度与沥青混合料低温性能
的关联度最好。根据沥青性能指标与沥青混合料低温性能的关联度都较小，在评价改性沥青
低温性能时，采用粘弹指标比常规指标能更好地反映改性沥青的低温性能．
关键词：改性沥青ｆ低温性能；流变性能；临界开裂温度
沥青路面使用期开裂是世界各国普遍存在的问题，沥青路面在温度骤降或温差较大地区，会由于温度应力的作用而产生裂缝，低温缩裂在我国北方地区十分普遍，它的产生严重危害道路的使用质量和寿命，是沥青路面主要破坏形式之一。而影响沥青路面开裂的原因除了沥青本身的性质起主要作用外，还与沥青混合料的组成、沥青膜的厚度、交通量、气候等因素有关。为此研究沥青混合料低温抗裂性能的评价方法很有必要。
本文通过对沥青混合料大量试验结果的总结，运用灰关联理论建立常用改性沥青低温评价指标和沥青混合料低温性能的联系，从而对常用的改性沥青评价指标进行分析。
１沥青路面低温开裂破坏机理
沥青混凝土路面形成裂缝的主要原因是寒冷季节周期性变化时所产生的温度应力，这个力所做的功导致一定的能量积累，该能量达到沥青混凝土本身容许的极限程度时，沥青混凝土就会破坏，从而形成裂缝。以往，对沥青混合料低温抗裂性能常用低温下的抗拉强度或抗变形能力来评价，而实际上低温开裂不仅与材料强度有关，而且与材料的变形能力有关，如材料有很强的伸长能力，即使其强度不很高，它也不易发生开裂。因此在评价沥青混合料低温抗裂性能时，应以能量为基准。每一种形式的沥青混合料均具有一定能量的储存容量，即在破坏前具有储存一定能量的能力。这个储存能量的大小，可直接用试验方法加以确定，沥青混合料试件破坏时消耗的能量越大，这种沥青路面的抗裂性能就越好。
２改性沥青低温性能试验
本文选用ｓＢＳ改性沥青，采用的基质沥青为秦皇岛９０＃、１１０８和１４０＃，ＳＢＳ改性剂的掺量为３％、４％和５％，所有的改性沥青均采用统一的制作工艺，在试验室用高速剪切机制备而成。
对本文选用的ＳＢＳ改性沥青进行低温针人度、延度试验，得到改性沥青的低温针人度、延度和当量脆点；根据ＳＨＲＰ的低温评价方法进行ＢＢＲ和ＤＴ试验，得到改性沥青的低温ＰＧ分级和临界开裂温度；采用动态剪切流变仪来测定改性沥青的动态粘弹性能和低温粘度，得到一１０℃的损失模量和一１０℃的表观粘度作为评价指标。试验结果如表１所示。
３改性沥青混合料低温性能试验
虽然沥青的低温性能是影响沥青路面低温开裂的最主要因素。但在路面结构中直接使用的是沥青混合
收稿日期：２００８一０４—２５
作者简介：邱志永，男，大学本科，工程师．Ｅ—ｍａｉｌ：Ｌｈ２３００８４６＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
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衷１改性沥青的低温评价指标
料，改性沥青的低温性能最终是由混合料的低温性能表现出来的，因此，有必要通过研究改性沥青混合料的低温性能来分析改性沥青的低温性能。
目前国内外用于研究沥青混合料低温抗裂性能的试验方法很多，主要包括约束试件温度应力、低温蠕变、直接拉伸、低温弯曲、低温性能Ｊ一积分和Ｃ＊线积分等试验方法与技术指标。
从模拟现场、力学模式来看，温度应力试验作为评价沥青混合料低温性能是有效的方法，它能够模拟实际温度变化情况，比较全面地反映出各种因素对沥青混合料低温性能的影响，但该试验方法相对比较复杂，试验所需设备相当昂贵，因而目前该试验方法的推广应用在很大程度上受到了限制，试验积累的经验也相对比较缺乏。
弯曲蠕变试验方法虽然简单，力学概念也较清楚，但弯曲蠕变速率这一指标对不同改性沥青混合料（种类与剂量）的低温性能不够敏感。
低温劈裂试验方法虽然快速简单，但关键是试件变形不易测准，只宜测定破坏强度，而单凭破坏强度不能很好地评价沥青混合料低温性能。
直接拉伸试验虽能较好地模拟沥青路面在降温时受拉的特性，但由于该试验方法要求精度高，不易实现。
Ｊ一积分和Ｃ＊线积分两种试验的技术难度较大，困难在于试件刻槽的要求和试验过程中裂缝开裂率的控制。
低温弯曲破坏试验是采用梁式试件，通过三点加载试验确定沥青混合料低温劲度模量和抗弯拉强度，测定的是沥青混合料的低温破坏特性。低温条件下，改性沥青混合料的强度都很高，而且差别并不是很大，此时沥青混合料的流变性能就显得很重要，一般都希望沥青混合料具有良好的流动性和变形能力，从而能够有效地避免低温裂缝的发生。而低温弯曲破坏试验能够很好地反映材料的这种变形能力。鉴于此，本文选用低温弯曲破坏试验作为评价改性沥青混合料的低温性能的方法。沥青路面形成裂缝的主要原因是温度变化时所产生的温度应力，这个力所做的功导致一定的能量累计，如果这些能量达到沥青混合料本身容许的极限程度，就会产生裂缝，因此采用能量指标来评价改性沥青混合料的低温性能是一种比较理想的评价方法。如果仅仅考虑沥青混合料的强度参数或变形特性，评价沥青混合料是不合理的，这是因为在低温条件下，要想获得好的沥青混合料技术性能，就必须有较高的强度和较大变形，但这二者对材料来说不可能同时增大，这就说明不能采用单一指标来评价沥青混合料的技术性能，即不能说沥青混合料在低温时破坏强度大，或者应变大，其低温抗裂性就好。为了研究改性沥青的低温性能，所有的混合料采用相同的级配和油石比。根据试验结果，计算出小梁的弯曲破坏应变和弯曲应变能密度，小梁弯曲试验结果见表２。
表２弯曲破坏试验结果
４改性沥青混合料与改性沥青低温性能的关联性分析
灰色关联分析，作为一种系统分析技术，是分析系统中各因素关联程度的方法，是发展态势的量化比较分析。灰色系统用关联度分析方法来做系统分析，关
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联度是表征两个事物的关联程度。关联度分析事实上是动态过程发展态势的量化比较分析，是基于几何范畴的。它根据因素之间发展态势的相似或相异程度来衡量因素间接近的程度。由于关联度分析法是按发展趋势作分析，因此对样本量的多少没有过分要求，也不需要典型的分布规律，计算量小，且不致出现关联度的量化结果与定性分析不一致的情况。
通过将上述各种改性沥青低温评价指标与沥青混合料的弯曲应变能密度进行灰色关联分析，可以对改性沥青的低温评价指标进行分析。本文选取小梁弯曲应变能密度作为参考数列，分析不同评价指标与其关联的程度。由灰色关联分析理论知，关联分析首先要指定参考数列和被比较数列：
参考数列记为Ｘ。，有：
Ｘｏ＝｛Ｘｏ（１），Ｘｏ（２），…，Ｘｏ（咒））（１）Ｘｉ＝｛Ｘｉ（１），Ｘｉ（２），…，Ｘｉ（咒）｝（２）
则比较曲线与参考曲线在五时刻的关联系数为：
ｍｉｎｍｉｎＩｚｏ（五）一麓（志）Ｉ＋ｅｍａｘｎｍｘＩ知（正）一置（五）ｌ“Ｄ一＿Ｌ亡丽ｉ丽币百赢志志忑Ｆ承两一
（３）式中：ｅ为分辨系数，其值在Ｏ～１之间，一般取Ｏ．５；ｍｉｎｍｉｎＩ勘（矗）一面（忌）Ｉ为两级（２个层次）的最小差，ｍａｘｍａｘＩ‰（志）一毛（五）Ｉ为两级（２个层次）的最大差。
关联度的表达式为：
．
Ｎ
孔＝南∑黜）（４）式中：弧是曲线Ｘ。对参考曲线Ｘ。的关联度。
对改性沥青的各个评价指标进行均值化处理，即用每个数列的平均值去除数列中的各个数据，均值化处理后产生新的数列。灰色关联分析生成数列见表３。
表３关联分析生成数列
从表３可以看出，临界开裂温度与弯曲应变能的关联度明显大于其他指标，表明临界开裂温度比其他指标能更好地反映改性沥青的低温性能。但是研究表明临界开裂温度也存在许多不足之处，在计算温度应力的过程中，采用的是理论化的公式，大多数是用经验性的方法来求解的，并且采用的是固定的降温速率和线收缩系数，实际表明，降温速率对沥青低温开裂性能有一定的影响，而对于不同的沥青种类，收缩系数是不同的。因此，临界开裂温度的方法仍需要进行改进。
从表３结果可以得出，沥青的常规指标，如低温针入度、延度和当量脆点与弯曲应变能的关联度都比较小，表明这些常规指标不能很好地评价改性沥青的低温性能。低温针入度、延度和脆点都是经验性的指标，这类等温度下的变形、等劲度下的温度指标不能反映温度变化全过程的力学性质，也难以成为理论分析、计算的参数。沥青的延度试验作为评价沥青低温性能的指标，由于其方法简便，比较直观等优点，一直为众多国家所采用，但是延度试验的物理意义不明确，且延度试验与沥青在混合料中受到拉伸的情况不同，延度与弯曲应变能的关联度最小，因此延度不适合用来评价改性沥青的低温性能。
沥青是一种典型的粘弹性材料，其使用性能将受其粘弹特性的影响，要想从本质上揭示其低温使用性能，必须从沥青本身的粘弹性人手。ＰＧ低温分级是ＳＨＲＰ计划基于沥青的流变性能提出的评价方法；粘温系数是沥青的感温性指标，反映了沥青粘度对温度
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的敏感性；损失模量是动态剪切流变仪测定的沥青在动态荷载下的流变性能，通过施加正弦荷载得到的表征沥青粘弹性能的指标。这３个指标都是基于沥青的粘弹性能提出的，从表３可以看出，ＰＧ低温分级、粘温系数和损失模量与弯曲应变能的关联度都比较大，表明采用粘弹性能的方法能较好地反映改性沥青的低温性能。
５结语
（１）临界开裂温度比其他指标能更好地反映改性沥青的低温性能，但是临界开裂温度也存在很多问题，仍需要改进。
（２）沥青的低温针人度、低温延度和脆点这些常规指标与沥青混合料低温性能的关联度较小，且这些常规指标的物理意义不明确，而沥青的粘弹性指标如ＰＧ低温分级、粘温系数和损失模量与沥青混合料低温性能的关联度明显大于这些常规指标，因此，在评价改性沥青低温性能时，采用粘弹指标比常规指标能更好地反映改性沥青的低温性能。
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山区大跨径箱形拱桥长寿有秘方
日前，西部科技项目《山区大跨径钢筋混凝土箱形拱桥的设计及施工技术研究》通过验收，总体达到同类技术国际领先水平。该项目通过开发桥梁新结构、新工艺，可有效改善钢筋混凝土箱形拱桥性能，延长桥梁寿命。
据了解，大跨径钢筋混凝土箱形拱桥具有良好抗震性能，能较好适应山区地形，是适宜山区的合理、经济的桥型之一。西部地区高等级公路建设，经常会遇到适合修建大跨径钢筋混凝土箱形拱桥的地形，采用此种桥型，可大幅降低工程造价。
《山区大跨径钢筋混凝土箱形拱桥的设计及施工技术研究》于２００３年立项。项目取得的创新技术成果有结构设计参数、结构构造和施工工艺等设计与施工技术等。项目组还对大跨径钢筋混凝土箱形拱桥的计算方法进行了补充完善，编制了《山区大跨径钢筋混凝土箱形拱桥设计与施工技术指南》。
摘自：《中国交通报》２００８．０８．０１
我国改性沥青技术要求的特点分析 来自：交通科技作者：陈瑞华 摘要：根据我国的公路改性沥青路面施工技术规范，讨论改性沥青的分类、使用范围、分级和感温性要求，分析改性沥青性能的评价指标，提出改性沥青的使用要求。 关键词：改性沥青技术要求特点分析 1 聚合物改性沥青技术要求 各国改性沥青标准都有一些共同特点，即根据聚合物类型的不同分类，将每一类型的聚合物改性沥青分成几个等级，每个等级适用于不同的气候条件。美国AASHTO-AGC-ARTBA改性沥青建议标准中，路用性能只控制有限的几种性质，包括感温性、低温开裂、疲劳开裂、永久变形、老化、均匀性、纯度、安全和工作性等。然而，我国提出的聚合物改性沥青技术要求，对SBS类、SBR类、EVA和PE类改性沥青，指标包括了针入度(25℃，100g，5s)、针入度指数、延度(5℃，5mm/min)、软化点TR&B、运动粘度(135℃)、闪点、溶解度、离析和软化点、弹性恢复(25℃)、粘韧性、韧性、质量损失、针入度比(25℃)等多种性质。 2 改性沥青的分类和使用范围 我国今后相当长的一段时间内，可能使用的聚合物改性沥青主要是SBS、SBR、EVA、PE。因此，将其分成为3类:①I类为SBS类，属于热塑性橡胶类聚合物改性沥青，1-A型和1-B 型适用于寒冷地区，1-C型适用于较热地区，1-D型适用于炎热地区及重交通量路段；②II 类为SBR类，属于橡胶类聚合物改性沥青，II-A型适用于寒冷地区，II-B和II-C型适用于较热地区；③III类为EVA、PE类，属于聚合物改性沥青，适用于较热地区和炎热地区，通
常要求软化点温度比最高月使用温度的最大日空气温度要高20℃。根据沥青改性的目的和要求，可以初步选择如下改性剂:①为提高永久变形能力，宜使用热塑性橡胶类和热塑性树脂类改性剂；②为提高抗低温开裂能力，宜使用热塑性橡胶类和橡胶类改性剂；③为提高疲劳开裂能力，宜使用热塑性橡胶类、橡胶类和热塑性树脂类改性剂；④为提高抗水害能力，宜使用各类抗剥落剂。 3 改性沥青的分级及感温性要求 改性沥青的技术指标以改性沥青的针入度作为分级的主要依据，其性能以改性后沥青感温性的改善程度，即针入度指数PI的变化为关键性评价指标。一般的非改性沥青的PI值基本上不超过-1.0，改性后要求PI大于-1.0。标准中规定了各种改性沥青不同等级的PI值的最低要求[1]。从改善温度敏感性的要求出发，改性后希望在沥青软化点提高的同时，针入度不要降低太多。在国外的标准中，聚合物改性沥青的感温性通常采用不同温度的针入度及粘度表示，但低温针入度与疲劳开裂有关。 4 改性沥青性能的评价指标 从聚合物改性沥青的分类可知，同一类分级中的A、B、C、D主要是基质沥青标号及改性剂剂量的不同，从A到D意味着沥青针入度变小，沥青越硬，高温性能越好，相反低温性能降低。 SBS类改性沥青的最大特点是高温、低温性能都好，并有良好的弹性恢复性能，采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标，适用于在各种气候条件下使用。SBR类改性沥青的最大特点是低温性能得到改善，以5℃低温延度作为主要指标，采用旋转薄膜加热试验(RTFOT)后的低温延度可以反映沥青老化试验的延度严重降低的实际情况，采用软化点试验作为施工控制较为简单，主要适用于在寒冷气候条件下使用。EVA及PE类改性沥青的最大特点是高温性能明显改善，以软化点作为主要指标，主要适用于在炎热气候条件下使用。 聚合物改性沥青通常是由聚合物和沥青结合料液相组成的多相混合系统，存在与产生改性效果的聚合物之间有一定程度的非兼容性问题。如果不相容性过于严重，以致影响到贮存和操作使用，就会导致改性失败。因此，对不是现场制作马上使用的改性沥青，要求进行离析试验以限制离析，或者规定薄膜加热试验后的延度。然而，一种材料适用的离析试验对另一些材料可能并不适合，只是目前尚没有建立评价这种材料的不相容性的测定方法[2]。 聚合物改性沥青的安全要求是由克立夫兰杯闪点最低要求规定的，要求现场所使用的沥青闪
附1：橡胶沥青技术要求 1．规范要求 本设计所指橡胶沥青是指以废旧轮胎加工生产的硫化胶粉通过反应设备经恒温加热、搅拌与基质沥青高温状态下反应生成的橡胶改性沥青。橡胶沥青混凝土的材料要求、混合料生产、运输、摊铺、碾压等工艺环节均应严格满足 交通部《公路沥青路面设计规范》（JTJ014—97） 交通部《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004） 交通部《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004） 交通部《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052—2000） 建设部《市政道路工程质量检验评定标准》（CJJ 1—90）。 同时，作为新工艺新材料技术采用，工程实施中应参考 美国加利福利尼州（California）橡胶沥青施工规范（Type-G） 美国道路材料实验协会（ASTM）实验规程。 2．材料要求 2．1沥青 采用A级70号道路石油沥青，道路石油沥青的质量应符合交通部《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）表4.2.1-2规定的技术标准。 2．2橡胶屑 本工程橡胶沥青中的橡胶屑是用载重车、大客车、公共汽车废轮胎为原料加工生产的硫化胶粉，这里所指的轮胎为斜交胎。包括轮胎翻新时从胎面、胎肩打磨下来的橡胶屑加工的胶粉。废旧橡胶屑中可加入天然橡胶粉和改善剂，但总量不宜超过废旧橡胶屑重量的25%。橡胶沥青改性用胶粉的技术指标应满足表2.2-1的要求。 表2.2-1 橡胶沥青用胶粉技术指标及试验方法 为达到橡胶沥青的改性效果和橡胶沥青混凝土路面的消音和使用寿命，要求橡胶沥青改性时使用的橡胶粉级配，应按照美国加利福尼亚州橡胶沥青规范的要求从0～2.36mm范围配置，杜绝使用单一规格或混杂级配的橡胶屑。 2．3石料 橡胶沥青混凝土的粗集料采用峨眉山地区产玄武岩石料，其质量技术标准应满足交通部《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）4.8章节中的相关规定和要求，细集料应同样满足4.9章节中的相关规定。
沥青路面疲劳开裂的分 析与防治 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
沥青路面疲劳开裂的分析与防治 一、前言 随着公路交通量日益增长, 公路建设事业得到了迅猛发展, 截至2006 年底, 我国公路通车总里程达到348 万km, 高速公路达万km。2007 年, 我国计划建成高速公路5 000 km 以上, 并确保完成“五纵七横”国道主干线系统最后2 385 km 的建设任务。而沥青路面在整个公路网中的比例占到70%以上, 已经成为高等级公路的主要结构形式。但是,经过多年的使用和观测表明, 许多高速公路通车一年后路面就出现严重的桥头跳车和早期损坏, 有的通车几年后由于损坏严重、疲劳裂缝过多就不得不进行翻修, 使其使用性能大大降低。因此对疲劳裂缝产生的原因进行系统的分析, 提出经济、合理、适用的沥青路面结构, 并从设计、施工和养护等多方面对防止疲劳开裂和路面破坏提出有效的预防措施, 使其在高等级公路和地方公路建设中得到进一步推广应用, 发挥更大的社会经济效益。 二、开裂原因 随着传统的疲劳破坏理论的发展, 人们认识到,路面的破坏, 是由于荷载在路面材料中引起的重复加载疲劳应力, 超过了路面混合料的抗拉强度而发生的。美、英、苏、德等国, 根据十多年的大量试验,相继进行了基于疲劳强度理论在设计上的重大改革。并且, 目前各国沥青类路面设计仍主要沿用这种疲劳强度理论。 道路上的行车, 主要是汽车。汽车是路面服务的对象, 也是使路面结构破损、路基失稳的主要因素。但是随着交通量的增加、轴载的增大和公路上行车速度的提高、交通荷载的振动特性以及交通参数确定的合理性等交通荷载因素对沥青混凝土路面早期破损的影响是不容忽视的问题。
SEAM硫磺改性沥青性能概述 硫磺是性能优良的沥青改性剂，硫磺改性沥青混合料的强度和高温稳定性远高于普通沥青混合料和大部分改性沥青混合料，同时拌合温度低于普通沥青混合料20~30。C，是一种适用于重载交通且节能环保的路面材料。 一、硫磺沥青对材料的要求，为保证硫磺改性沥青的水稳定性，基质沥青应选用90#沥青，且掺量不宜大于40%。使用石灰岩集料的硫磺改性沥青混合料的水稳定性要好于使用玄武岩集料的硫磺改性沥青混合料，分析表明，硫化沥青与碱性集料的黏附性较好，若使用中性或酸性集料时，应同时采取抗剥落措施，并应进行水稳定性检测。胺类和非胺类抗剥落剂都能提高硫化沥青的水稳定性，以非胺类抗剥落剂更好。 二、水稳定性随着孔隙率的降低而提高，因此在一定条件下可通过降低孔隙率来提高硫化沥青的水稳定性而不必担心硫化沥青出现波动变形，硫化改性沥青混合料路面压实度应控制在98%以上。 三、SEAM硫磺改性沥青对沥青混合料的低温性能的改善不明显。 四、硫磺掺量在15~25%之间时，硫磺与沥青发生化学反应形成硫化沥青，减少了基质沥青的油份，提高了黏附性，超过这一限量值，将不再提高沥青的黏附性。 五、硫磺掺量为10%时，改性沥青的各项力学性能均不及普通沥青混合集料，掺量为15%时水稳定性最佳；掺量超过30%，硫化
沥青的抗车辙和抗疲劳（动稳定度和60min位移指标）性能增长变缓甚至会出现下降(主要与基质沥青性能有关)；在掺量为40%以下时，掺量越大，抗高温变形能力越强。 改性沥清的作用机理 硫磺能与沥青发生化学反应，减少沥青的油份（芳香分和胶质），增加饱和分和沥青质。超量掺加的硫磺会以非常细的晶体均匀分布在沥青中，结晶硫会在混合料中形成晶体网状结构，增加沥青混合料的结构强度和稳定性，掺量大于30%的沥青混合料的高温稳定性较低掺量的好。硫化沥青混合料的施工温度应不大于150。C
沥青混合料的疲劳试验及其影响因素 摘要：疲劳特性的研究方法概括起来包括两种即现象学法和力学近似法。应用现象学法主要是进行疲劳试验，得出疲劳寿命与施加应力或应变的关系。力学近似法是将应力状态的改变作为开裂、几何尺寸及边界条件、材料特性及其统计变异性的结果来考虑，并对裂缝的扩展和材料中疲劳的重分布所起的作用进行分析，从而它有助于人们认识破坏的形成和发展的机理。 关键词：沥青混合料疲劳特性现象学法力学近似法 1 概述 路面使用期间，在气侯环境因素和车轮荷载的重复作用下，损伤逐渐累积，路面结构强度逐渐下降，当荷载作用次数超过一定次数之后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过性能下降后的结构抗力，使路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏。这是由于材料内部存在缺陷或非均匀性，引起应力集中而出现微裂隙，应力的反复作用使微裂隙逐渐扩展、汇合，从而不断减少有效的承受应力的面积，造成材料的刚度和强度逐步下降，最终在反复作用一定次数后导致破坏。材料抵抗疲劳破坏的能力，可用达到疲劳破坏时所能经受的重复应力大小(或称疲劳强度)和作用次数(称为疲劳寿命)来表示。疲劳破坏是当前沥青路面破坏的主要形式之一。沥青路面的耐久性是指沥青路面在使用过程中承受各种外界因素的作用，其性质能保持稳定或较小发生变化的特性。沥青混合料的抗疲劳性能是评价沥青路面耐久性的一个重要指标。 2沥青混合料的疲劳试验 疲劳破坏作为沥青路面的三大破坏形式之一，人们对其试验研究方法给予了很大的关注，归纳起来可以分为四类：一是实际路面在真实行车荷载作用下的疲劳破坏试验，如美国的AASHO试验路，历时三年才完成；二是足尺路面结构在模拟行车荷载作用下的疲劳试验，包括环道试验和加速加载试验，如南非的重
橡胶沥青的动态粘度的测量用一个旋转粘度计 1 范围 这种方法描述的是使用一个小型的电动的旋转粘度计来测量橡胶沥青的动态粘度。 2 使用仪器 2.1 一个微型的旋转粘度计，旋转粘度计由一个转子和量程为10 PaS，精确的0.1 PaS 的度量器组成。因为这种工具是在实验室中使用的，所以应装在操作台上（见5.2）。 2.2 用来支撑和夹紧操作台或曲颈瓶。 2.3 一个带有温度调节装置的烤箱。最高温度为150-300摄氏度，精度为正负5摄氏度。 2.4 0-300摄氏度的温度计。精度为1摄氏度。 2.5 石棉手套 2.6 一个用来混合沥青的搅拌棒或刮刀。 2.7 一个直径至少为100 mm，深度至少为80 mm，容积为一公升的玻璃杯或锡制容器。如果使用锡制容器时，它应该配有一个合适的盖子。 3 实验方法 3.1 用2.7中所描述的容器装上符合BR1T测试方法的具有代表性的橡胶沥青样品，用搅拌棒来搅动。测量并且记录温度（见5.1）。 系在粘度杯上的粘度计上的转子测出粘度在0.5-10PaS 之间（见5.2）。要确保在转子上的排气孔是敞开的。
放置在锡制或玻璃杯上的样品一直浸入到粘度计转子的中心位置。大约30秒后转子开始旋转直至装置完全水平（见5.3），如果可能的话只用一个操作台。转子开始旋转后大约十秒后开始记录粘度值，精确到0.1PaS。拿出并清理转子。 3.2 实验步骤（在实验室中） 按照BR1T测试方法中抽取具有代表性样品。在烤箱内将样品加热到喷洒温度。如果将样品从一个容器移到另一个容器内，粘度是发生变化的。当检测温度时应用搅拌棒搅动样品。当达到测试温度（见5.4）时，拿出搅拌棒和粘度计并确定如3.1中描述的粘度。 粘度计应被固定，并使它牢固和水平。 4 计算 粘度值的记录应精确到0.1PaS，在正确结果后面应附有日期，时间，取样位置和沥青温度。 5 注意事项 5.1 在确定喷洒性时，橡胶沥青粘度计在工作之前密封是必要的。5.2 表达动态粘度的单位是PaS，然而大多数的粘度计的单位是百分之一泊， 1cp=1 dPaS*10-2=1PaS*10-3 因此1.5PaS=15dPaS=1500cp。 5.3 为了避免工作时受到伤害。制造商规定了放置粘度计的杯子是密封的（被浸入）。为了遵守这一规定，因此提议当杯子加热到橡胶沥青温度时应浸水30秒。为了方便拉出沥青，当工作时杯子要浸到规
改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.doczj.com/doc/1b3460517.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.doczj.com/doc/1b3460517.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。
沥青及沥青混合料疲劳性能影响因素 作者：林敏 来源：《装备维修技术》2020年第07期 摘要：近年来，随着我国经济和科技的不断进步，人们对日常生活水平的质量要求越来越高。建筑作为人们日常生活和工作必不可少的一部分，人们对其质量要求也存在着定的关注。为了更好地保证沥青混合材料在使用中的抗疲劳性能，逼着对相关的沥青混合料进行了分析。分析研究发现，不同类型的沥青混合料疲劳寿命是与其应力之间有一定的联系。应力比增加，那么滤镜混合材料疲劳寿命就会随之减少。除此之外，还有一系列的研究发现，都有了一定的结果。 关键词：沥青混合料;疲劳性能;影響因素 在一些桥梁路面的基础施工过程中，沥青材料的使用是必不可少的。但是近年随着行车荷载力等方面的因素，很多沥青路面的强度与以前相比发生了明显的变化。不仅容易出现疲劳破坏，还导致路面的使用寿命及使用性能都得到了破坏。因此，对于我国相关企业和管理部门而言，研究影响沥青混合料疲劳性能的因素，并解决其疲劳寿命带来的影响是一项迫在眉睫的任务。笔者通过研究资料和实际情况，对多种沥青混合料的疲劳性能进行了相应的研究，通过研究认为ARAC—13在自愈合作用后疲劳寿命是最长的。此外，笔者还针对不同的行车荷载和温度作用下沥青路面的疲劳性能，并也对此进行了分析和整理。本次分析和整理主要的目的是为了提高今后沥青混合料在使用中的疲劳性和使用寿命，研究结果仅供参考。 一、原材料和混合料配合比 1、原材料技术性质 （1）沥青 根据实际情况，选取了一项路面工程进行研究。在研究中，选取70号沥青和SBS改性沥青进行加护性质的相关测定。研究结束后我们发现，70号沥青技术性质，无论是在针入度、延度、软化点还是闪点方面均符合相关的规定和标准值。而SBS改性沥青技术在这些方面也与70号沥青技术并无太大的区别。这也叫从一定程度上证明70号沥青在工程建筑使用阶段是符合相关规定和标准的。 （2）粗集料 所谓的粗集料指的是采用玄武岩的材料，这种材料的公称粒径分为两种，分别是5～10和10～15。经过研究分析粗集料的技术性质发现，5～10的针片状测试值与10～15的针片状测
改性沥青技术 一、改性沥青目标及应用场合 1、目标 a：改善感温性 b：提高水稳定性 c：提高耐久性 2、应用场合 a：普通沥青改性后用于高等级公路 b：提高路面使用品质，延长使用寿命 c：特殊要求之处，如自然条件或交通条件严厉，机场跑道，桥面、SMA、OGFC。 二、改性剂分类 1、聚合物类 a.橡胶类如丁苯橡胶（SBR） b.热塑性弹性体类如苯已烯、丁二烯嵌段聚合物（SBS） c.热塑性树脂类如聚乙烯（PE）、乙烯、乙酸乙烯脂（EVA）、APAO等 2、其他a.抗剥落剂如高分子有机胺 b.抗老化剂如受阻酚（胺）c.矿物添加剂如碳黑、硫磺、石棉、木质素、博尼维等狭义的改性沥青指聚合物改性（PMA 或 PMB） 三、常用聚合物改性剂 1、SBS 高低温 以丁二烯—1.3苯已稀为单位，通过离子聚合而成为嵌段聚合物——聚苯乙烯为硬段（S）段，聚丁二烯为软段（B段）。 SBS按其分子结构分为线型和星型，其玻璃化温度有两个 Tg1—— -80℃（聚丁二烯） Tg２—— +80℃ - +100℃（聚苯乙烯） 型号用四位数表示 第一位：1一线型； 4一星型第二位：于S/B 3-3/7 4-4/6 第三位：充油与否 0-未充油 1-充油 第四位：分子量 1-〈10万、 2- 14~16万、3- 23~28万星型：分子量大，高温效果好，但加工困难 充油：可改善加工工艺 S/B：视改性目的的而定，高温4/6，低温3/72．SBR 主要用于改善低温性能SBR 改性沥青加工工艺有；搅拌法、母体法、溶剂法和胶乳法。1、搅拌法：胶体磨或高速剪切机 2、母体法：用溶剂法制成橡胶：沥青=1：4的母体，施工时与沥青拌和3、溶剂法：将SBR 切片→与溶剂（二甲苯）溶胀→与液态沥青共混→回收溶剂4、胶乳法（1）直接加入法 利用合成橡胶制造过程中间产品（胶浆），再制成高浓度胶乳。在沥青混合料拌制过程中直接喷入拌和锅中（先拌沥青再喷胶乳）。 （2）预混法 将胶乳预先与沥青共混，脱水后再使用，能与沥青均匀混合，效果明显。 3、PE主要改善高温性能
SBS改性沥青的性能与应用 摘要：我国高速公路建设自改革开放以来，经历了从无到有，从起步到建设成高速公路网的翻天覆地变化。与此同时，传统的普通沥青已经很难适应现代对公路的高标准要求，而改性沥青的研制与应用则较好地解决了这一问题。本文主要通过介绍SBS改性沥青在高温、低温条件下的抗车辙、抗裂性能，与水稳定性，抗滑能力等内容，比较得出其对于传统沥青在工程、经济、社会各方面的优越性，探究了加强对SBS改性沥青的学习，开展对SBS改性沥青深入的研究与推广其广泛应用的长远意义。 关键词：SBS改性沥青；改性沥青性能；改性沥青应用；沥青施工；工程效益；应用前景 1 前言 随着交通流量的增长、车载质量的增加以及高温和低温的作用，为适应道路路面的使用性能的要求，保证路面良好的使用状态，延长路面的使用寿命，就必须探寻更高性能的路面材料。SBS改性沥青混凝土具有很好的高温抗车辙能力，低温抗裂能力，改善了沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑能力，增强了路面的承载能力，提高了沥青的抗氧化能力，是比较优良的路面材料。自上世纪40年代以来，国内外学者对各类改性沥青的性能进行了大量的研究工作，改性沥青技术得到了越来越多的重视。现有研究结果表明，与其他改性沥青相比，SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)改性沥青的综合性能[1]更为突出，SBS改性沥青必将在未来很长的一段时间内得到更深入的研究和更广泛的应用。 2 SBS改性沥青简介 SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。在良好的设计配合比和施工条件下，用SBS改性沥青铺筑的沥青混凝土路面有着传统沥青路面无法比拟的优越性能，具有很好的耐高温、抗低温能力以及较好的抗车辙能力和抗疲劳能力，并极大地改善沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑性能。
浅谈改性沥青的性能和应用 摘要：改性沥青的优良路用性能已经受到了人们的认可和重视。本文对改性沥青的性能与应用谈一些看法。 关键词：改性沥青，性能，应用 Abstract: the excellent modified asphalt road with properties have been recognized by people and attention. In this paper the properties and the application of the modified asphalt some views on. Keywords: modified asphalt, properties, application 随着公路修筑等级的提高及交通量的增大，普通石油沥青的性能已无法满足需要，而采用改性沥青以解决路面抗滑、耐久性及大承载力的问题，改性沥青所带来的优良的路用性能已经受到了人们的认可和重视。本文对改性沥青的性能与应用谈一些看法。 一、改性沥青的涵义与分类 1、改性沥青的涵义 根据《公路改性沥青路面施工技术规范》，所谓改性沥青是指通过往沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂（改性剂）或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得到改善而制成的沥青结合料。为什么要对沥青进行改性呢?主要有两个方面的原因:从沥青的性能来讲，它是一种对度很敏感的材料，随着度的变化其状态和性能都将发生变化。度升高时沥青会变软、变稀，粘结力下降，度下降时会变稠、变硬、变脆，丧失粘结力。这种性能对沥青的使用是很不利的，在夏季或气候炎热的地区，在重载的作用下沥青路面易形成车辙；在冬季或寒冷的地区，沥青路面易出现裂缝。这些问题的出现，不仅使路面的使用状态变坏，而且要大大缩短路面的使用寿。从客观需要看，现代公路交通，特别是高速公路对沥青路面的要求越来越高，现代交通的特点是交通量大、载重量大、行车速度大，所以要求路面承载能力大、耐久性好并具有良好的表面状况。我国的石油大多属于石蜡基，用其提炼加工出来的沥青一般性能较差、标号较低，难以满足上述要求。改性沥青的目的就是要改善沥青的感性，提高软化点，降低脆点，扩大改性沥青混凝土路面高不软、低不裂的度范围，并具有较高的强度，从而大大延长使用寿，获得良好的经济效益和会效益。
1 总则 1.0.1为了适应废轮胎胶粉改性沥青铺筑路面的需要，保证天津市道路胶粉改性沥青路面设计施工的质量，提高路面使用性能，延长路面使用寿命，特制定本规程。 1.0.2 本规程适用于天津市新建、改建道路热拌热铺废轮胎胶粉改性沥青路面设计、施工及养护。 1.0.3 废轮胎胶粉改性沥青路面设计、施工除应符合本规程外，尚应符合国家颁布的现行有关标准、规范的规定。
2 术语 2.0.1 废轮胎胶粉 waste tire rubber powder 由废轮胎经过粉碎加工而成的一种颗粒状或粉状、具有一定细度的橡胶产品。 2.0.2 废轮胎胶粉改性剂 (CRM) waste tire rubber powder modifier 为改善或提高沥青的路用性能，以熔融和分散的方式，掺加在沥青或沥青混合料中的废轮胎胶粉。 2.0.3 废轮胎胶粉改性沥青 waste tire rubber powder modified asphalt 基质沥青与废轮胎胶粉改性剂通过适宜的加工工序形成的混合物。 2.0.4 废轮胎胶粉改性沥青混合料 waste tire rubber powder modified asphalt mixture 由废轮胎胶粉改性沥青与矿料按一定比例拌和而成的混合料的总称。 2.0.5 废轮胎胶粉改性沥青路面 waste tire rubber powder modified asphalt pavement 沥青面层中任一层采用废轮胎胶粉改性沥青为结合料铺筑的路面。 2.0.6 助剂 reagent 在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工合成的有机或无机材料,可熔融和分散在沥青中,以改善或提高改性沥青的路用性能。
评价路面沥青的实用流变性指标 流变学研究的流体,可分为牛顿型流体和非牛顿型流体,所谓流变性实质是固—液两相同存,是一种粘弹性的表现。沥青也是一种高分子化合物,具有粘性和弹性,属于非牛顿型流体,其流变特性与沥青的针入度、延度、粘度及路面的性能等都有很大的关系。 1.沥青的组成对其流变特性的影响 根据流变学沥青粘度定义有: (1) η=ηγ c 取对数得沥青的复合流动度为: c= Δlgη /Δlgγ (2) 从式(2)可看出,当复合流动系数c较小时,即剪应力(η)随剪变率(γ)的变化较小,L?W?科尔贝特曾用上式考察沥青各组分对其流变特性的影响。他将沥青质分别分散于饱和酚(At)、环烷—芳香酚(N—A)和极性—芳香酚(P—A)中,配成不同含量组成成分的沥青样品,在各种样品的组成中沥青质含量均为35%,然后测 定各样品的剪应力(η)与剪变率(γ)之关系。当组成的样品为极性—芳香酚(P—A)与沥青质(A)时,c=1.0,为牛顿型流体,其他各组成样品皆为非牛顿型流体。由此表明沥青分散介质的性质与沥青的流变特性有密切的关系,即沥青的组成不同,其流变特性也不同。 2.沥青的流变模型 2.1 理想弹性元件 理想弹性元件的基本元件只有一个弹簧,即材料是线弹性的,不存在粘性,遵循Hooke定律,用数学模型来描述即为ζ=E ε,其中E为杨氏模量。 2.2 粘性元件 粘性元件的基本元件是阻尼器,材料的变形与材料所受的力不是正比关系,当加上荷载之后,杆被拉长,伸长的时间变化率 d(εl) /dt与作用力成正比,用 应力应变表示,有:ζ=Fdε/dt=Fε,此处用“?”表示对时间t的常微分或偏微分,量ε称为应变率。应力正比于应变率的材料叫作粘性材料,F为粘性系数。 2.3 Maxwell模型 Maxwell模型是由弹性元件与阻尼器元件相互串联,总应变为: ε=ε′+ε″ (3) 其中,ε′为弹性元件的应变;ε″为阻尼元件的应变,对式(3)进行微分可得: ε=ε′+ε″=ζ/E +ζ/F 将此式改写为标志形式后可得Maxwell流体的本构方程为: ζ+p1ζ=q1ε(p1=F/E ,q1=F) (4) 方程(4)可以分为两个阶段理解,第一阶段假设在初始时刻对杆施加一个突加恒值荷载ζ=ζ0H(t),H(t)称为单位阶跃函数或Heaviside函数,求此式应变ε为多少;第二阶段从t=t1开始,应变ε固定为ε1,也就是说杆端固定不动,此时应力将发生怎样的变化。 2.4 Kelvin模型 Kelvin模型是由弹性元件和粘壶元件相互并联组成的,在所有时刻,两个元件的伸长ε总是相同的,其总应力为 △ε=ε′+ε″= Eε+Fε,将其改写成标准形式:
浅谈橡胶沥青使用现状 易双德 （南京市政设计研究院） 摘要：对橡胶粉粒的由来及橡胶沥青形成机理、在道路中的应用、性能优势和推广障碍做了简单介绍 关键词：橡胶沥青、废旧轮胎、橡胶粉粒 橡胶沥青定义：由沥青、橡胶粉粒及一定的添加剂组成的混合物，其中胶粉的含量不少于总重的15％，且要求橡胶颗粒在热沥青中充分反应并膨胀。橡胶沥青最先在1966年由美国人Charlie McDonald发明，并用于修补坑槽, 一、橡胶粉粒由来 随着汽车工业的发展，废旧轮胎的生成量也越来越多。我国是轮胎生产和使用大国，过去5年我国年产生的废旧轮胎已超过1亿条，约320万吨。预测今年，我国的汽车保有量将达到7000万辆，废旧轮胎的产生量将达到2亿条。 废旧轮胎具有很强的抗热、抗机械性，很难降解，几十年都不会自然消失。长期露天堆放，占用大量土地，易滋生蚊虫，传播疾病，还易引发火灾，被称为“黑色污染”。如何把这些废旧轮胎回收好、利用好是我们面临的一个非常严峻的问题，也是我国再生资源回收利用面临的一个新课题。 将废旧轮胎加工成为橡胶粉粒（硫化橡胶粉），是一门新兴材料科学，集环保与资源再生利用为一体，很有发展前途，也是我们提倡发展循环经济的最佳利用形式。目数较大的胶粒可用于橡胶安全地砖和体育场地塑胶跑道的底层原料；更细一点的胶粉可用于橡胶安全地砖和体育场地塑胶跑道的面层； 28目～40目的胶粉可用于生产再生胶、汽车刹车片、石棉板以及改性沥青; 60目以下更细的胶粉, 可直接广泛应用于防水材料、轮胎生产、橡塑改性和橡胶沥青道路面层等。 二、橡胶沥青形成的机理及控制指标 橡胶粉在沥青中，需要在高温条件下充分溶胀，并产生复杂的物理与化学反应，胶粉发生部分脱硫、降解，恢复一定生胶性质，对沥青起到改性作用,橡胶粉在溶胀过程中体积发生膨胀橡胶粉在沥青中形成三维空间网络结构，橡胶沥青表现出高粘度、高弹性的优良性能。 橡胶沥青在制备过程中，适宜的搅拌时间为60~90min。时间再长则粘度反而下降，这主要是由于橡胶裂解所致。细
改性沥青技术及生产工艺介绍 一、前言 1、沥青 传统意义上的沥青是由树脂包裹的沥青质分子团组成的胶体物质，它呈现出很强的油质状态（即石油质）。胶体分为溶胶（主要指液态密度）和冻胶（主要指固体密度），这取决于其成分间的平衡状态。对沥青来说，两种状态的平衡取决于沥青质和树脂间的相互作用，并受到外界温度的强烈影响。事实上，沥青温度的升高打破了其冻胶状态，使沥青分子团演变成溶胶状态。 因而沥青的一个重要特性就是常温下呈现出固体或半固体，但随温度升高极易溶化。这一显著的热敏感性是沥青的最重要的特征，也是其主要弱点。事实上，沥青混合物应能够在全年不同的工作条件下保持其良好的性能。显著的热敏感性妨碍了沥青混合物在高温和低温时呈现出良好的性能，因而必须改进沥青的特性以提高产品性能。 二十多年来，国际国内交通容量增长迅速，重型车辆在其中的比例也不断增长。面对现在和将来的繁重的交通容量，使用传统材料、按传统方法设计的高速公路和机场跑道的沥青路面的寿命将不断降低。为了提高沥青的产品性能，一个可行的方法就是选用某些高分子聚合体改变传统沥青的特性。 2、高分子聚合物 现有的高分子聚合体种类繁多，特性各异，一般分为塑性体和弹性体。同样工作温度下，其性能在很多方面都不同，特别是劲度、可变形性以及冲击强度。图表-1显示了塑性体和高弹体代表性的应力应变特性。 图（一） 很多高分子聚合体材料可以用来改变沥青的特性，下面我们举例说明： 1、热塑（性）塑料（高弹体）： 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（Styrene-Butatriene-Styrene，SBS） 苯乙烯-丁二烯（Styrene-Butatriene，SB）
_________________________________收稿日期：基金项目：作者简介：文章编号：1005-0523（2014）02第31卷第2期2014年4月 Vol.31No.2 Apr.，2014 华东交通大学学报 Journal of East China Jiaotong University 沥青疲劳评价指标试验研究 徐骁龙1，叶奋2，1 ，宋卿卿2，黄运1 （1.同济大学交通运输工程学院，上海201804；2.新疆大学建筑工程学院，新疆乌鲁木齐830047） 摘要：疲劳破坏是沥青路面重要的破坏类型，而沥青是影响路面沥青混合料疲劳性能的关键因素。沥青疲劳评价指标尚未有统一的标准，为对沥青的疲劳破坏判定提供指标参考。借助DSR 进行了不同控制模式和荷载水平下沥青的疲劳试验，并对不同的沥青疲劳评价指标进行了评价和对比分析。研究表明：N p20对应于微裂纹的形成，不适用于作为沥青的疲劳破坏标 准；N f 对应于宏观裂缝的形成，适合作为沥青疲劳破坏的评价指标；N 50%G*与N f 相关性较高，可以作为一个简单且合理的沥青疲劳评价指标。 关键词：沥青；疲劳破坏发展过程；疲劳评价指标，控制模式；耗散能中图分类号：U414 文献标志码：A 沥青路面在高等级公路建设中得到广泛使用[1]，而重复交通荷载导致的疲劳破坏是沥青路面主要破坏形式之一。美国NCHRP9-10项目组认为影响沥青混合料疲劳特性的主要因素与影响沥青疲劳损伤的因素相关性较大[1]， 因此对沥青疲劳特性的研究是解决路面疲劳损坏问题的重要切入点。美国战略公路研究计划（SHRP ）采用疲劳因子G *sin δ作为沥青胶浆疲劳性能的评价指标，并引入Superpave 规范[3]。然而， 近年来G *sin δ受到了诸多质疑，如其与混合料寿命之间缺乏相关性，试验假定与路面实际情况相差较大[4]。鉴于G *sin δ的不足，美国NCHRP9-10项目组采用DSR 对沥青进行时间扫描试验，在重复剪切荷载作用下测得沥青的疲劳损伤情况。 在不同的加载模式下，沥青的疲劳破坏发展过程均可以通过两个转折点分为3个阶段：第一个阶段称为无损伤或微损伤阶段，这个阶段中应力应变基本保持线性关系直至荷载作用次数达到N 1；第二个阶段是微裂纹萌生阶段，这个阶段中材料对于荷载的响应逐渐改变直至荷载作用次数达到N 2， 此时宏观裂缝形成，且在此阶段里，沥青的复数模量衰减速度逐渐加快，每次荷载作用会产生更大的损伤；第三阶段是裂缝扩展阶段，应力控制模式下此阶段材料的响应改变加速并迅速破坏，应变控制模式下此阶段材料的响应则逐渐平缓。 在应力控制和应变控制条件下，沥青的疲劳损伤呈现出不同的发展过程，在不同的控制模式下如何确定疲劳破坏标准是目前沥青疲劳研究的难点所在。一种可靠的疲劳破坏标准应该是独立于加载模式的，即无论在何种加载模式下，这种标准所体现的破坏水平应该是一致的。 针对以上问题，本文对沥青分别进行不同应力水平和应变水平下的疲劳试验，采用不同的疲劳破坏评价指标进行评价和对比分析，为沥青的疲劳破坏判定提供指标参考。 2013-11-04 国家自然科学基金项目（51168044） 徐骁龙（1989—），男，硕士研究生，研究方向为道路材料；叶奋（1970—），男，教授，博士，研究方向为道路材料。 -0014-06
橡胶沥青混凝土低温性能评价研究 发表时间：2018-08-17T10:55:52.270Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：邱瑞君 [导读] 摘要：随着我国经济的不断发展，公路工程建设项目日益增多，为满足特定条件下公路工程建设需要，橡胶沥青混凝土逐步应用与公路工程建设过程之中。 扶绥县交通投资有限责任公司 摘要：随着我国经济的不断发展，公路工程建设项目日益增多，为满足特定条件下公路工程建设需要，橡胶沥青混凝土逐步应用与公路工程建设过程之中。本文主要对橡胶沥青混凝土低温性能进行了评价研究，以期为橡胶沥青混凝土在公路建设中的应用提供相应的借鉴作用。 关键词：橡胶沥青混凝土；低温性能；评价研究 1.橡胶沥青混凝土概述 1.1橡胶沥青的概念 橡胶沥青是指将橡胶粉粒、高聚合物改性剂在高温条件下，按照一定的比例充分搅拌形成的胶凝材料，其主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层当中，能够显著提高沥青混合料的耐久性，改善路面疲劳裂缝、反射裂缝及高温变形能力，提高薄层罩面的使用性能。 1.2橡胶沥青的路用特点 橡胶沥青在公路工程路面中的应用能够显著改善公路路面的高温变形稳定性、低温脆裂性、反复荷载疲劳性以及水损坏性等性能。橡胶沥青的路用特点主要包括以下几个方面： （1）黏性。黏性是衡量橡胶沥青的重要指标，粘性不仅能够增强橡胶沥青抵抗变形的能力，而且会增加碎石间的黏结力，提高路面抗水性能。 （2）低温性能。低温性能是指橡胶沥青在低温的情况下抵抗脆性和抗裂的性能。 （3）抗老化、氧化、高温稳定性以及抗疲劳性能。 （4）抗水损坏能力。 2.橡胶沥青基本性能评价分析 2.1橡胶沥青作用机理 （1）橡胶沥青的机理 橡胶沥青是以橡胶粉颗粒作为沥青改性剂，在高温条件下将其加入基质沥青中进行充分拌合，橡胶粉在反应过程中吸收基质沥青中轻质组分，使橡胶粉成分裂解出交联剂、抗老化剂等物质进入沥青当中，这些物质成分进入沥青当中可有效的提高沥青的抗高温、老化及黏结性能，进而形成新型改性沥青胶结材料[1]。 （2）橡胶沥青技术要点 橡胶沥青的技术要点主要包括胶粉含量、反应时间、温度控制及材料特性等方面，具体见下表所示： 材料特性需有硫化橡胶的高粘和高弹性（3）橡胶沥青原材料要求 路用橡胶沥青在制作时应采用目数为20-60目废旧轮胎制成的橡胶粉，基质沥青应使用70#或90#沥青，应用粉碎法使其断裂，裂痕表面呈现为不平，促使橡胶颗粒之间相互连结，形成稳定的空间网络结构[3]。 （4）橡胶沥青的作用评价 橡胶沥青在路面混凝土中的应用主要包括以下几个方面： 1）提高沥青混合料的耐久性。 2）改善路面抵抗变形的能力、疲劳裂缝、反射裂缝能力及低温抗裂能力。 3）提高旧路面薄层罩面耐久性、使用性能及行驶舒适性。 2.2橡胶沥青技术指标体系分析 通过试验对橡胶沥青的基本技术指标进行分析，可以得出了本文选用橡胶沥青的 基本技术指标，如下表所示： 橡胶沥青基本技术指标 3.橡胶沥青混凝土低温性能评价研究 3.1低温劈裂试验
几种改性沥青的相关知识 一、SBS改性沥青 1、SBS改性沥青概述 SBS改性沥青是在原有基质沥青的基础上，掺加一定比例如2.5%、3.0%、4.0％的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。使其粘度增大，软化点升高，从而改善沥青的温度性能、拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的稳定性、耐老化性等。在良好的设计配合比和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。 2、SBS改性沥青技术要求 SBS改性沥青质量要求表5.3.2
SBS改性沥青质量要求（PG70-28）表5.3.3
掺加RA抗车辙剂与普通沥青和SBS改性沥青的性能对比（AC-13C）
3、SBR改性沥青的特性 1）有很好的耐高温、抗低温能力，适合高寒地区公路使用 2）有较好的抗车辙能力和抗水损能力 3）提高了路面的抗疲劳能力，具有优良的抗疲劳开裂性能 4、SBR改性沥青的应用实例及参考价格 1）应用实例：青藏高速、 2)参考价格：SBR改性沥青价格为5500元/t左右，SBR改性剂价格为20000元/t左右 三、PR改性沥青 1、PR改性沥青概述 PR抗车辙添加剂由法国PRI与法国中央路桥实验室LCPC于1990年共同研制，它是一种改善沥青混合料性能的添加剂，对改善高温稳定性、提高抗车辙能力有非常显著的效果。在西欧、东欧及非洲国家已是非常成熟的技术。2002年在山西运煤重载、重交通量高速公路的首次应用取得成功，随后几年该产品的性能及在国内的业绩也得到了路面专家的认可。 2、PR改性沥青的特性 1）有很好的高温稳定性和抗车辙能力 2）较好的抗疲劳性能和低温弹性性能 3、PR改性沥青的应用实例及参考价格 1）应用实例：北京杏石口改造工程、天津市政道路改造工程、山西长晋高速晋城段、京福高速淮安段改造工程、郑少高速 2)参考价格：PR改性剂价格为12000左右元/t 四、PE改性沥青 1、PE改性沥青概述 PE改性沥青是在基质沥青中添加一定剂量的PE（高低密度聚乙烯）改性剂而形成的改性沥青。我国在20 世纪90 年代初从奥地利引进了NOVOPHAL T 技术,使用PE 材料对沥青进行改性并在多项重要路面工程中应用。此后,国内科研人员对PE 改性沥青技术及其性能也展开了各种研究工作。使得人们对PE 改性沥青的认识得到加深,促进了此项技术的发展和推广。但目前PE 改性沥青技术依然存在几个问题,这些问题制约着该项技术的进一步推广和应用。 2、PE改性沥青的特性 1）有很好的高温稳定性和抗老化性能 2）储存稳定性较差 3、PE改性沥青的应用实例及参考价格 1）应用实例：厦门机场跑道工程 2)参考价格：PE改性剂价格为6500左右元/t 五、RA改性沥青 1、RA改性沥青概述 RA为RESIN ALLOY（树脂合金）的缩写。所谓树脂合金，并非指真正含金属元素的高分子化合物，而是指不同种类的高聚物，通过物理或化学方法共混形成具有所需性能的高分子混合物新材料。RA复合材料的选材及相关技术原理已经充分考虑用以沥青及沥青混合料改性的目的和工况，特别是针对东北、西北等季冻区需求，RA系列产品进行了高低温性能性能的综合提高。RA改性沥青就是