聚合物改性沥青细观结构和重复蠕变特性研究
聚合物改性沥青细观结构和重复蠕变特性研究王岚;常春清;邢永明【摘要】针对内蒙古等西北部地区常用的3种聚合物改性沥青(SBS改性沥青、胶粉改性沥青和复合胶粉改性沥青),利用扫描电子显微镜(SEM)观察它们的细观结构形貌,得到改性剂在沥青中的分布状态及其与沥青间的界面结合特性,发现3种改性沥青的改性剂与沥青间均具有良好的界面融合性.利用动态剪切流变仪(DSR)对3种改性沥青进行不同温度和荷载应力下的重复蠕变试验,通过对累积应变、蠕变劲度的黏性部分Gv随荷载和温度变化规律的分析表明:3种改性沥青随加载次数、温度及应力大小变化的规律相同,但同样条件下胶粉改性沥青具有最低的温度敏感性、最小的累积应变和最大的Gv值,说明其具有最好的抗高温变形性能,其次为复合胶粉改性沥青.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2014(017)004【总页数】5页(P721-725)【关键词】聚合物改性沥青;细观结构;重复蠕变;蠕变劲度模量;延迟弹性【作者】王岚;常春清;邢永明【作者单位】内蒙古工业大学土木工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学土木工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学理学院,内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】U443.33聚合物改性沥青由于具有较好的高、低温性能而被广泛应用于沥青路面.常用的聚合物改性沥青有SBS改性沥青、橡胶粉（CR）改性沥青以及复合胶粉（CCR）改性沥青等［1－3］.CR 改性沥青是将废旧橡胶轮胎磨成粉末加入沥青中，经剪切研磨后再经溶胀作用而制成的一种环保型改性沥青，具有造价低、高低温性能及降噪性能良好等优点.CCR 改性沥青是将SBS和废旧橡胶粉同时作为改性剂并按一定比例加入沥青中而制成的一种改性沥青.近年来，这3种改性沥青在包括内蒙古在内的中国西北部地区得到了广泛应用.该类地区气候温差大，夏季高温干燥，因而要求沥青具有较低的温度敏感性和较好的抗高温变形性能.因此深入了解、对比分析上述3种改性沥青的性能，可为合理选用沥青提供理论依据.目前，关于沥青蠕变性能的研究很多.如利用弯曲梁流变仪（BBR），通过对低温条件下沥青的弯曲蠕变劲度及弯曲劲度－时间关系曲线的斜率进行分析，以研究胶粉改性沥青胶粉含量、溶胀率对其低温性能的影响［4－5］，以及老化作用对改性沥青低温性能的影响［6－7］；也有利用动态剪切流变仪（DSR）对沥青进行剪切蠕变试验，通过总应变和永久应变来分析沥青的变形恢复能力［8］；利用DSR 通过剪切蠕变试验、蠕变恢复试验及重复蠕变试验，对蠕变柔量、永久变形及累积应变的变化进行分析，研究热沥青添加剂对沥青流变性能的影响［9］；还有利用蠕变恢复试验数据进行拟合，得到伯格斯模型参数，进而对沥青的黏弹特性及抗车辙性能进行分析［10－11］；此外，通过研究证明，利用重复蠕变试验得到蠕变劲度的黏性部分来评价沥青的抗高温特性与混合料车辙试验结果一致，说明利用蠕变劲度的黏性部分来评价沥青黏弹特性具有可靠性［12］.综观已有的相关研究，大多基于蠕变试验、蠕变恢复试验、重复蠕变试验结果之上，而综合沥青细观结构和重复蠕变特性，对比研究几种聚合物改性沥青流变性能随温度和荷载变化规律的还不多见.本文针对中国西北部地区常用的3种聚合物改性沥青，基于细观结构特征及流变学原理，利用HITACHIS－3400N 扫描电子显微镜（SEM）来观察3种改性沥青的微观结构表面形貌，得到其细观结构特征；利用动态剪切流变仪（DSR）进行重复剪切蠕变试验，对比分析改性沥青的高温变形恢复特性，得出3种聚合物改性沥青胶浆变形随时间、温度和荷载的变化规律.1 聚合物改性沥青的微观形貌分析图1 聚合物改性沥青微观形貌Fig.1 Microstructure of polymer modified asphalts试验所用基质沥青均为盘锦AH－90道路石油沥青，CR 改性沥青为基质沥青中掺入20%1）本文所涉及的掺量等均为质量分数.的0.60mm（30目）橡胶粉颗粒制成；SBS改性沥青中SBS改性剂的掺量为4%；CCR 改性沥青中掺入18%的橡胶粉颗粒和2%的SBS改性剂.利用扫描电镜观察3 种改性沥青的微观形貌及改性剂的分布.试样在扫描电镜下的微观表面形貌如图1所示.由图1可见，SBS改性沥青中，由于SBS改性剂本身呈网状结构，因此使其具有很强的吸附沥青能力，两者间融合很好，呈现出表面均匀的特征.CR改性沥青中橡胶粉颗粒表面粗糙，因而具有较大的表面积，且不能溶解于沥青，它和沥青之间的界面模糊，界面厚度较大，橡胶颗粒被沥青完全包裹，两者紧密结合，两相界面之间具有良好的黏结性.与SBS改性沥青相比，CR 改性沥青呈现出非均匀相，是一种不均匀体系.在沥青中掺加胶粉颗粒后，由于两者的模量不同，在温度降低时会在胶粉颗粒中引起应力集中现象，促使其产生大量银纹和剪切带，此时胶粉颗粒会消耗大量能量，因此可以提高沥青的冲击强度和可塑性，使改性沥青的低温柔韧性能得到提高［13］.CCR 改性沥青中的改性剂与沥青间的界面结合状态介于CR 和SBS改性沥青之间，兼具SBS和CR 改性沥青的性质.由于3种改性沥青中的轻组分经过渗透、扩散进入SBS或橡胶粉颗粒网络结构中，使SBS及橡胶粉颗粒溶胀，从而有效降低了游离蜡含量［14］.组分的变化使得高蜡含量的沥青从溶胶结构转变为溶－凝胶型结构，感温性显著下降.2 重复蠕变试验及分析利用DSR 进行3种改性沥青胶浆重复蠕变试验.考虑到恢复时间接近蠕变时间的10倍已经足以使改性沥青的延迟弹性得到完全恢复，且在重复荷载作用之后得到的永久变形发展曲线基本接近直线［13］，故加载方式采用加载1s（进行蠕变试验）、卸载9s（变形恢复）作为1 次蠕变恢复循环，共进行100次循环.由于中国西北地区夏季路面最高温度基本为50～65 ℃，因此重复蠕变试验温度t采用55，65℃，加载应力P 则采用150，300Pa.2.1 累积应变图2为不同加载应力、不同试验温度下3种改性沥青胶浆的重复蠕变累积应变曲线.可以看出，随着加载次数的增加，3种改性沥青的累积应变增大.由曲线斜率可以看出，无论在何种温度和加载应力下，SBS改性沥青累积应变增加的速率都为最大.在加载应力相同的情况下，温度的升高均使改性沥青的累积应变增加，其中CR 改性沥青累积应变的增幅最小，SBS改性沥青的增幅最大，而且在相同温度下SBS改性沥青累积应变随加载次数增加而增加的幅度也是最大的.在3种改性沥青中，CR 改性沥青的累积应变最小，而SBS改性沥青的累积应变最大，说明CR 改性沥青对温度的敏感性最小，具有较好的抵抗高温变形能力，其次为CCR 改性沥青.这是由于CR 改性沥青中的橡胶粉在高温下把芳香油从沥青中吸附到了橡胶粉的聚合物链中，从而溶胀形成溶－凝胶状结构，使沥青的温度敏感性降低［15］.当加载应力不同时，加载应力越大，改性沥青的累积应变越大，其中SBS改性沥青的增幅最大，CR 改性沥青的增幅最小，说明CR 改性沥青在高温下具有最高的模量和抗变形能力.这是由于胶粉粒子在CR改性沥青体系中起着增强作用，使得沥青的模量增加.此外，由图2还可看出，尽管3种改性沥青的累积应变均随温度升高和应力增大而增加，但其中SBS改性沥青的累积应变都为最大，其次为CCR 改性沥青，说明SBS改性沥青抗变形能力最差.图2 累积应变随荷载作用次数变化关系Fig.2 Relationship between accumulated strain and loading number2.2 延迟弹性性能沥青作为典型的黏弹性材料，具有一定的延迟弹性，在变形恢复研究中，黏度不再是唯一的指标，延迟弹性对改性沥青变形发展的影响也至关重要.通过蠕变恢复试验可将延迟弹性从永久变形中分离出来.将恢复阶段的初始应变即卸载瞬时应变用εL表示，恢复阶段末的残余应变用εP表示.用εP／εL表示永久变形占总变形的比例，即变形中黏性部分的比例.统计3种改性沥青在加载应力P＝150Pa，试验温度t＝55，65℃条件下重复蠕变试验的应变后得出了加载次数为1，10，25，50，75，90，100次时的εP／εL 值，如图3所示.由图3可见，在不同试验温度下，3种改性沥青的εP／εL值在加载前期阶段都随着加载次数的增加而增加，体现了沥青的永久变形随加载次数的增加而不断积累；CCR 改性沥青及SBS改性沥青在加载25次之后的εP／εL值基本趋于平缓且较接近，在50次之后这种趋势则更加明显，而CR改性沥青在加载50次之后的εP／εL值也趋于平缓.情况表明，加载50次后随加载次数的增加材料变形发展逐渐趋于稳定，改性沥青延迟弹性的影响也随之减小.因此可以认为加载次数达到50次后，加载应力的影响已比较稳定，用此时的累积应变可以对沥青进行可靠的评价.图3 εP／εL随加载次数变化关系Fig.3 Relationship betweenεP／εL and loading number（P＝150Pa）2.3 蠕变劲度模量由四单元Burgers模型本构方程可知，沥青的蠕变柔量J（t）主要由3部分组成：弹性部分Je，延迟弹性部分Jde和黏性部分Jv，即：在评价改性沥青高温性能时，用沥青高温性能评价指标G＊／sinδ 无法反映沥青结合料的延迟弹性变形.因为在动态剪切试验结果中，G＊作为沥青的劲度模量包括了沥青的弹性和黏性两部分，而δ也是关于弹性和黏性的相对指标.用G＊／sinδ作为高温性能评价指标仅仅将沥青的弹性部分和黏性部分分开，而黏性部分中存在着延迟弹性部分，它会使沥青变形随着荷载作用的消失而逐渐恢复.尤其是聚合物改性沥青，由于改性剂的添加提高了沥青的弹性和延迟弹性部分的性能，所以G＊／sinδ并不是评价改性沥青高温性能的最佳指标.文献［16－17］提出采用黏性柔度的倒数GV（蠕变劲度的黏性部分）作为评价改性沥青高温性能的指标.因为黏性变形是产生永久变形的主要原因，对Burgers流变模型分析可知，GV的拟合是基于Burgers模型中Maxwell元件黏壶部分的残余应变与时间t的关系特性，反映的是沥青对永久变形的抵抗能力，它将改性沥青的延迟弹性从黏性部分中分离出来.因此，通过对改性沥青黏性性能的研究来评价其高温变形性能是行之有效的，GV与沥青混合料抗车辙变形性能具有较好的相关性.针对3种改性沥青在55℃，150Pa条件下的试验结果，利用Burgers模型本构方程（式（2）），通过试验数据拟合得到GV值，GV值与加载次数之间的关系见图4.由图4可知，3种改性沥青在加载初期的GV值较大，随着加载次数的增加而逐渐减小，并在50次之后开始保持稳定.Bahia等［16］建议采用第50次和51次蠕变恢复试验的数据进行流变模型拟合，以剔除初期加载不稳定因素和延迟弹性效应的影响.由图4可明显看出，CR 改性沥青的GV值大于CCR 改性沥青和SBS 改性沥青的CV值，说明CR 改性沥青具有更好的抗车辙能力.式中：J0，J1为弹性柔量（MPa－1）；η1 为Burgers模型中黏壶1的黏滞系数. 图4 GV随加载次数的变化Fig.4 Relationship between GV and loading number（t＝55℃，P＝150Pa）为分析不同温度及加载应力下3种改性沥青黏性性能的变化规律，采用Origin软件分别对它们在重复蠕变恢复试验第50次和第51次的数据进行拟合得到GV值，并对其取平均，结果见图5.由图5可知，随温度增加，3种改性沥青的GV值减小，说明改性沥青抵抗变形的能力随温度升高而下降，这与实际沥青路面的高温性能变化规律相一致.在温度相同、加载应力不同时各改性沥青的GV值均变化不大，这说明加载应力的变化不至于影响改性沥青的黏性性能.对比分析3种改性沥青在不同温度及加载应力下的GV值，可以看到CR 改性沥青明显大于CCR 改性沥青和SBS改性沥青，说明CR 改性沥青的抗高温变形能力要强于另外2种改性沥青.图5 3种改性沥青在不同条件下的GV值Fig.5 GV values for three modified asphalts under different conditions3 结论（1）橡胶粉和SBS改性剂与沥青间界面结合良好，使得改性沥青的相态结构发生变化，降低了沥青的感温性.（2）随加载次数、加载应力的增大和温度的升高，3种改性沥青的累积应变增大，其中CR 改性沥青的累积应变最小，具有最好的抗高温变形能力和最小的温度敏感性，其次为CCR 改性沥青.（3）采用重复蠕变恢复试验第50次和第51次数据进行拟合得到的GV值来评价沥青的高温性能，发现CR 改性沥青的GV值最大，因而具有最好的蠕变恢复能力，其次为CCR 改性沥青.参考文献：［1］SHIVOKHIN M，GARCA－MORALES M，PARTAL P，et al.Rheological behavior of polymer－modified bituminous mastics—A comparative analysis between physical and chemical modification［J］.Construction and Building Materials，2012，27：234－240.［2］de ALMEIDA JNIOR A F，BATTISTELLE R A，BEZERRA B S，et e of scrap tire rubber in place of SBS in modified asphalt as an 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asphalt binders［J］.Construction andBuilding Materials，2012，34：162－169.［8］WU Shaopeng，HAN Jun，PANG Ling，et al.Rheological properties for aged bitumen containing ultraviolet light resistant materials［J］.Construction and Building Materials，2012，33：133－138.［9］BIRO S，GANDHI T，AMIRKHANIAN S，et al.Midrange temperature rheological properties of warm asphalt binders［J］.Journal of Materials in Civil Engineering，2009，21（7）：316－323.［10］LIU Yu，YOU Zhanping.Determining Burger's model parameters of asphalt materials using creep－recovery testing data［J］.Pavements and Materials，2011，8（3）：26－36.［11］周庆华，沙爱民.沥青高温流变评价指标对比［J］.交通运输工程学报，2008，8（1）：27－36.ZHOU Qinghua，SHA parison of high－temperature rheological evaluation indices for bitumen［J］.Journal of Traffic and Transportation Engineering，2008，8（1）：27－36.（in Chinese）［12］陈佩茹，李立寒，刘袑宇.沥青高温性能评价指标［J］.石油沥青，2002，16（3）：27－31.CHEN Peiru，LI Lihan，LIU Shaoyu.Evaluation of high temperature performance parameters of modified asphalt［J］.Petroleum Asphalt，2002，16（3）：27－31.（in Chinese）［13］张肖宁.沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用［M］.北京：人民交通出版社，2006：147－172.ZHANG Xiaoning.Viscoelastic mechanics theory and application of asphalt and mixture［M］.Beijing：China Communication Press，2006：147－172.（in Chinese）［14］张登良.改性沥青机理及应用［J］.石油沥青，2003，17（2）：36－38.ZHANG Dengliang.Mechanism and application of modified asphalt ［J］.Oil Asphalt，2003，17（2）：36－38.（in Chinese）［15］BILLITER T C.Investigation of the curing variables of asphalt－rubber binder［J］.ACS Division of Fuel Chemistry Preprints，1996，41（4）：1221－1226.［16］BAHIA H U，HANSON D L，ZENG M，et al.Characterization of modified asphalt binders in superpave mix design［R］.NCHRP Report 459，Washington，D.C.：National Academy Press，2001：46－49.［17］SHENOY A.Refinement of the superpave specification parameter for performance grading of asphalt［J］.Journal of Transportation Engineering，2001，127（5）：357－362.。
改性沥青流变性能的研究
改性沥青流变性能的研究摘要本论文根据广坛高速公路养护项目对沥青和沥青混合料流变性进行研究。
目前，该课题刚开始进行试验，实验数据不全，所以本论文首先给出本课题的研究方案，对试验中将要涉及到的数据首先进行设想性研究，为将来进行试验和实验数据的分析提供理论依据。
沥青是一种粘弹性物质，具有一定的流变性质，尤其是在高温季节，在行车荷载的作用下，沥青的流变性对沥青路面的性能具有重大影响。
抗流变性能差的沥青路面将很容易形成车辙、推移等病害，严重缩短高速公路的使用寿命。
用沥青为结合材料修筑的沥青路面常出现两种主要病害:高温车辙与低温开裂,其产生的主要原因是沥青及沥青混合料的高、低温稳定性不足，研究其流变性质将会有重要的意义。
1沥青路面的发展自沈大高速公路及沪嘉高速公路建成通车以来，高等级公路以前所未有的速度发展，我国高速公路进入了以建设高速公路、一级公路等高等级公路为主的时代。
根据交通部公布的《国家高速公路网规划》，从2005年起到2030年，国家将斥资两万亿元，新建5.1万公里高速公路，使我国高速公路里程达到8.5万公里。
目前，我国高速公路的使用有如下特点：①行车渠道化，大量的车死轧一条车道，使道路过度疲劳，尤其在高温季节，对公路的破坏力很大，特别是对四车道的高速公路危害更大。
②交通量提高过快且货车占的比重较大，占总车数的60%－70%。
③超重车过多，占大型车辆的60%-70%，车辆载重远远大于设计指标。
再加上高温天气等环境条件，致使公路沥青路面沥青混合料的高温抗剪切能力不足，发生车辙损坏。
如今，沥青路面车辙损坏问题日益突出，已成为我国的主要公路病害。
路沥青作为沥青路面最主要的建筑材料，沥青及沥青混合料的质量好坏直接决定沥青路面的使用性能及使用寿命。
众所周知，我国的道路沥青主要采用石蜡基原油炼制，沥青的温度敏感性较大。
因此，在一些气候条件恶劣和交通负荷特别大的或一些政治经济特别重要的路段，当使用重交通道路沥青仍不能满足要求时，为使沥青混凝土达到更高的使用性能，可以考虑使用改性沥青。
聚合物改性沥青及其性能评价
聚合物改性沥青及其性能评价作者：马德崇来源：《中国科技纵横》2013年第24期【摘要】聚合物改性沥青能够弥补沥青材料本身的不足，是改善沥青路用性能的有效途径和方向。
本文概述了聚合物改性沥青的研究进展及其性能评价，包括聚合物改性剂的种类、聚合物改性沥青的制备方法及其性能评价。
【关键词】聚合物制备改性沥青性能评价1 概述沥青是一种胶体结构，由于沥青结合料复杂的化学组成和结构导致了其复杂的物理性状和流变特性，如感温性能差，高温时易软化流淌，低温时易脆裂，黏弹性和耐老化性能差，所以普通道路沥青难以满足高等级公路的路用性能要求，另外，随着国民经济和交通运输业的快速发展，车辆大型化、交通大流量、重载超载及渠化交通等，使沥青路面面临更为严峻的考验，沥青路面破坏的情况经常发生。
因此，必须对沥青改性以改善沥青的路用性能。
聚合物改性沥青不仅是提高路面质量和性能的需要，同时也是环境保护及道路养护的需要[1]。
因此，为满足现代化交通建设对沥青的需求，性能良好的、新型的、环保型的聚合物改性沥青，必将被国内外道路界广泛深入开发研究并应用。
2 聚合物改性剂的种类目前，作为沥青改性剂的聚合物种类很多，根据所起的作用不同，大致可分为三类聚合物改性剂[2，3]：（1）橡胶类改性剂：如氯丁橡胶（CR）、丁苯橡胶（SBR）、乙丙橡胶（EPDM）、废旧橡胶粉等。
这类聚合物改性剂具有其他材料所没有的高弹性，该类聚合物改性剂的特征是分子量巨大，一般都在数十万，甚至达到几百万，分子大小不等，且具有多分散性。
在沥青中加入橡胶，所得的橡胶类改性沥青具有良好的低温抗裂性能和较好的粘韧性能。
（2）树脂类改性剂：包括无规则聚丙烯（APP）、聚苯乙烯（PS）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚乙烯（PE）等。
这类聚合物改性剂主要特点是加热后软化，冷却时固化变硬，能使沥青结合料在常温下粘度增大，高温稳定性增加，而沥青混合料的弹性并无明显改善。
在沥青中加入树脂类改性剂后，所得树脂类改性沥青具有良好的抗车辙能力和高温稳定性，对沥青路面的低温抗裂性能影响并不大。
基于分子动力学聚合物改性沥青黏附性能研究
基于分子动力学聚合物改性沥青黏附性能研究
李秀君;彭天平;但新华
【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(47)4
【摘要】为了增强基质沥青与集料之间界面黏附性,选取PE、SBS、SBR、PU 4种代表性聚合物对其进行改性,采用分子动力学模拟法对沥青-集料和沥青-水-集料模型进行不同工况模拟,并通过室内试验验证模拟结果。
通过分析相对浓度分布曲线得到沥青极性组分的变化规律,研究不同温度下各改性沥青混合料黏附性并根据相对浓度参数对其机理进行分析,通过聚合物改性性能对比,得出其适用条件。
结果表明:PE与沥青相溶性好,但PE改性沥青混合料水稳定性较差;SBS改性沥青能在温差较大的环境中保持较高的黏附性;SBR改性沥青低温条件下黏附性突出,且水稳定性优越,适用于低温多雨的地区;PU改性沥青综合性能较好,在高温多雨等气候条件复杂的环境中适用性较强。
【总页数】7页(P548-554)
【作者】李秀君;彭天平;但新华
【作者单位】上海理工大学环境与建筑学院;武汉市江夏区公路局
【正文语种】中文
【中图分类】U416.2
【相关文献】
1.基于分子动力学模拟研究聚合物链排列对多层聚合物薄膜阻隔性能的影响
2.基于分子动力学模拟技术的生物质油改性沥青微观性能研究
3.基于分子动力学模拟的SBS改性沥青-集料界面黏附性能研究
4.基于分子动力学的ME改性沥青黏聚、黏附特性研究
5.基于分子动力学的硫酸钙晶须改性沥青拉伸黏附机理研究
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聚合物改性沥青流体流变性及改性剂的亚微观形态
聚合物改性沥青流体流变性及改性剂的亚微观形态
赵可;原健安
【期刊名称】《中国市政工程》
【年(卷),期】2001(000)004
【摘要】根据粘度试验结果,论述了温度、基质沥青、改性剂及剂量、剪变率等因素对粘流态聚合物改性沥青流变性的影响,指出聚合物改性沥青的性质还与改性剂--沥青相界面处的结构形态有关.
【总页数】4页(P4-7)
【作者】赵可;原健安
【作者单位】天津市市政工程研究院;长安大学
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.SBS聚合物改性沥青技术性能及其微观形态 [J], 熊萍;郝培文
2.分散相微观形态对稠油乳状液流变性的影响 [J], 陈锐;邢晓凯;张坤勋;宁雯宇;王宁
3.聚合物改性沥青的流变特性与改性剂亚微观形态 [J], 赵可
4.聚合物改性沥青机理研究（之二）——改性剂粒子的亚微观形态及改性机理综述[J], 原建安;赵可
5.羟基不饱和脂肪酸改性纳米碳酸钙对聚丙烯微观形态和流变性能的影响 [J], 古菊;熊强;贾德民;罗远芳;程镕时
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改性沥青垫层材料蠕变试验及数值模拟分析
改性沥青垫层材料蠕变试验及数值模拟分析王武;何翔;张春晓【摘要】进行了18℃时不同加载应力下SBS改性沥青垫层材料的单轴蠕变试验,利用Origin8.0软件对试验数据进行回归分析,得到了Burgers模型的蠕变柔量表达式.将提取的模型参数代入FLAC3D的蠕变模型中,模拟蠕变试验进程,结果显示,FLAC3D软件能够较好地模拟改性沥青垫层材料的长期蠕变试验,计算结果与试验结果符合较好.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2013(040)005【总页数】4页(P4-6,10)【关键词】改性沥青;蠕变试验;Burgers蠕变模型;数值模拟【作者】王武;何翔;张春晓【作者单位】总参工程兵科研三所,河南洛阳471023;总参工程兵科研三所,河南洛阳471023;总参工程兵科研三所,河南洛阳471023【正文语种】中文【中图分类】TU5350 引言沥青垫层材料是一种黏弹性材料，具有滞回耗能特性且性价比高，作为垫层材料被广泛应用于道路工程建设、建筑基础隔震等方面，在防护工程的缓冲耗能结构中也有广阔的应用前景。
与弹性材料不同，沥青垫层材料具有蠕变特性[1-2]，这给工程应用带来了诸多问题。
因此，对沥青垫层材料的蠕变性能进行试验研究是非常必要的。
但蠕变试验需要用高精度仪器，且耗时较多。
而数值仿真计算只需要代入蠕变模型参数，不仅能较好地实现蠕变试验过程的模拟，还能够用于沥青垫层材料的结构分析，是一种高效、实用的分析方法[3]。
描述黏弹性材料蠕变行为的模型有很多[4-6]，其中，Burgers模型的参数较少，并且能够较好地反映沥青垫层材料在不同应力下的蠕变过程，因此，在实际中得到一定的应用。
作者通过不同应力水平下SBS改性沥青与Ca（OH）2垫层材料的单轴蠕变试验，利用Origin8.0软件进行模型参数拟合[7]，获得了Burgers模型蠕变柔量的表达式，并将模型参数代入有限差分法软件FLAC3D中进行数值模拟计算，取得了预期的效果。
沥青混合料小梁蠕变试验与数值分析
沥青混合料小梁蠕变试验与数值分析杨海玲;毛磊【摘要】蠕变性能是评价沥青混合料的重要指标之一.利用三分点小梁弯曲试验对沥青混合料的蠕变性能进行研究,探讨加载水平对蠕变曲线的影响.通过对试验蠕变曲线的拟合,获取沥青混合料的粘弹性参数,利用有限元方法对沥青混合料小梁的弯曲蠕变试验进行数值模拟,得出不同温度及不同荷载条件下沥青混合料小梁蠕变规律,并与试验结果进行比较.研究表明,同一温度下,随着应力水平的增大,永久变形会随之增大,且稳定期应变发展速率也会增大；粘弹性数值分析结果与试验结果吻合良好,可以反映沥青混合料蠕变前2个阶段的变形特征.【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】4页(P27-30)【关键词】沥青混合料;蠕变;粘弹性;广义Maxwell模型;数值分析【作者】杨海玲;毛磊【作者单位】广东交通集团检测中心,广州510550;广东省长大公路工程有限公司,广州511431【正文语种】中文【中图分类】U414长期以来，沥青混合料作为一种路面材料，被广泛应用于道路建设中。
蠕变性能是评价沥青混合料路用品质的重要指标之一。
近年来国内外开展了大量关于沥青混合料蠕变性能的试验研究，在用蠕变寿命及流动变形评价混合料的蠕变性能方面取得了一定成果。
本文从沥青混合料小梁弯曲蠕变试验入手，对沥青混合料的蠕变性能进行研究。
根据沥青混合料的材料特征，选用较为准确的广义Maxwell模型作为沥青混合料的粘弹性结构模型，通过对试验所得的弯曲蠕变曲线的模拟来确定Maxwell模型参数，进而对沥青混合料小梁的弯曲蠕变试验进行数值模拟。
比较并分析试验和数值模拟之间的关系，且通过数值模拟来预测试验中未考虑的因素，从而实现沥青混合料蠕变性能的预估。
1 沥青混合料小梁弯曲蠕变试验沥青是一种复杂的高分子碳氢化合物，具有很强的感温性，因此，沥青混合料路用性能受荷载大小、荷载作用时间、温度条件影响很大。
蠕变是粘弹性材料的主要力学行为，也是对粘弹性材料进行试验研究的主要标准试验之一。
高温条件下SBS改性沥青重复蠕变恢复试验研究
的 线 黏 弹 范 围 小 于 基 质 沥 青 ；Ｂ Ｓ Ｓ改 性 沥 青 在 线 性 和 非 线 性 区 域 的 高 温 性 能 存 在 差 异 ， 有 根 据 实 际 路 面 的 受 力 只
特 点 选 择 合适 的 指 标 才 能 得 到 准 确 的 评 价 结 果 。
［ 键 词 ］改 性 沥 青 ； Ｂ ； 复蠕 变恢 复试 验 ； 温 性 能 关 ＳＳ 重 高
郭 咏梅
（ ． 州 大 学 建 筑 科 学 与工 程 学 院 ， 苏 扬 州 １扬 江 ［ 摘 ２ ５０ ； ２ 东南 大 学 交 通 学 院 ，江苏 南 京 ２０９ ． ２０ ９ ） １０６
要 ］应 用 重 复 蠕 变 恢 复 试 验 ， 变 加 载 次 数 、 度 、 力 水 平 等 试 验 条 件 ， 析 比 较 了基 质 沥 青 和 ３种 改 温 应 分
第３ ７卷 ， ３期 第
２ ０ １ ２ 年 ６ 月
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公 路 工 程
Ｈｉ ｈ ｙ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｇ ｗａ ｇ ｎｅ ｒｎ
Ｖｏ ． ７，Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊ ｎ ． ， ｕ ２０ １２
高 温 条 件 下 Ｓ Ｓ改 性 沥 青 重 复 蠕 变 恢 复试 验研 究 Ｂ
［ 图 分 类 号 】 Ｕ４４ １ 中 １． ［ 献 ２ １ ）３ ０３ — ３ 文 ６ ４ ０ １ （０ ２ ０ — １３ ０
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｐ ａ ｅ ｅ ｐ Ｒｅ ｏ ｅ ｙ Ｔｅ ｔｏ ＢＳ Ｍ ｏ ｉ ｅ ｔ ｄ ｎ Ｒｅ ｅ ｔ ｄ Ｃｒ ｅ ｃ ｖ ｒ ｓ ｆＳ ｄｆ ｄ ｉ
ｎ ｎ ｆｃ ｅ ｐ ｓｉｆ ｅ ｓｏ ｓ ｈａｔ ｅ ｔｏ ｒ ｅ ｔｆｎ ｓ ｆａ ｐ ｌｓ，Ｇｔ ， ｍａ ｋ ｄ ｙ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓｗｉｈ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｓ Ｕｎｄ ｒｌｍ— ｒ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｈｅｉ ｃ ｅ ｓ ｆｔｍ ｅ ａｕ ｅ ． ｅ ｉ ｉｅ ａ ｌ ｉ ａ ｉｎ ｔｄ ｓ ｍｐ ｅ ｓｔ ｔ ｓ，ｔ ｅ Ｇ口ｖ ｌ ｅ ａ ｏ ｓｒ ｓ ｅ ｅ ｓ ｃ ｒｅａ ｅ ｉｎ ｆｃ ｎ ｌ ｔ ｈ ｘ ｓｉｇ Ｓ ＲＰ ｕ ｏ ｈ ａ ｕ ｔｌｗ ｔｅ ｓ ｌｖ ｌｉ ｏｒ ｌｔ ｄ ｓｇ ｉｉａ ｔ ｗｉｈ ｔ ｅ ｅ ｉｔｎ Ｈ ｙ
EVA改性沥青重复蠕变变形特性分析
黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCE第11卷第24期2020年12月Vol. 11Dec. 2020EVA 改性沥青重复蠕变变形特性分析王爱峰1 ,李自力t 李锐铎2(1.河南中州路桥建设有限公司，河南周口 466000；2.河南城建学院，河南平顶山467036)摘要：使用不同掺量的乙烯一乙酸乙烯酯共聚物(EVA 含量分别为0%、3%、6%、9%)和70#A 级道路石油沥青制备改性沥青，利 用动态剪切流变仪对EVA 改性沥青进行重复蠕变试验。
结果表明，随着EVA 掺量的增加，EVA 改性沥青的高温稳定性逐渐增强，但抗变形能力的增加幅度不断降低。
在重复蠕变恢复试验中，蠕变循环次数越多，则沥青变形的因素中黏性因素逐渐减小，弹性因 素逐渐增加。
随着EVA 改性剂掺量的增大，沥青变形的因素中黏性因素逐渐减小，弹性因素逐渐增加。
关键词：EVA 改性沥青;重复蠕变;高温稳定性;黏性中图分类号：U414 文献标志码：A 文章编号：1674 -8646(2020)24 -0012 -04Analysis of Repeated Creep Deformation Characteristics of EVA Modified AsphaltWang Aifeng 1, Li Zili 1, Li Ruiduo 2(1. Henan Zhongzhou Road and Bridge Construction Co. , LTD , Zhoukou 466000, China ;2. Henan University of Urban Construction , Pingdingshan 467036, China )Abstract : EVA modified asphaii was prepared through using dVfereni dosage of ethylen5vinyl acetaie copolymer ( EVAconteni of 0% , 3% , 6% and 9% , respectiveiy ) and A grade 70 # road asphait preparation of modified asphait. Dynamic sheer rheometer was used te conduct repeated creep test on EVA modiOed asphait. The results show that EVAmodified aphdlt high temperature stability increesed with the 00珈$£ of dosaae of EVA , bu the ability te resissdeformation increasa amplitude decreese. In the repeated creep reccvere , the more the creep cycle is , the less the viscous Octor and the m ore the eistic OctOTS are. With theof EVA conhnt, the viscosity factoe ofasphalt deformation gedudliy decreeses , while the elasticity Octor gedudliy increeses.Key words : EVA modified asphalt ; Repetitive creep ; High temperature stability ; Stickyo 引言我国沥青路面产生高温车辙病害的主要原因是沥青及沥青混合料的高温稳定性较差，在车辆重复荷载 作用下，沥青路面出现较大的不可恢复变形，因此许多学者通过对沥青改性的方法来提高沥青混合料的高温 稳定性［1-4］，并通过多种试验方法评价沥青及其混合料的高温稳定性［5-9］（其中，基于流变学理论的重复 蠕变试验是一种有效的沥青混合料高温稳定性评价方法。
改性沥青垫层材料蠕变试验及数值模拟分析
斩 点 巍
改性沥青垫层材料蠕变试验及 数值模拟分析
王武 ， 何翔， 张春 晓
（ 总参工程兵科研三所 ， 河南 洛阳 ４ ７ １ ０ ２ ３ ）
摘要： 进行了 １ ８ ℃时不同加载应力下 Ｓ Ｂ Ｓ改性沥青垫层材料的单轴蠕变试验 ， 利用 Ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ８ ． ０ 软件对试验数据进行回归分析， 得
到了 Ｂ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ ｓ 模 型的蠕变柔量表达式。将提取 的模型参数代入 Ｆ Ｌ ＡＣ ３ Ｄ的蠕 变模型 中， 模拟蠕变试验进程 ， 结果显示， Ｆ Ｌ ＡＣ ３ Ｄ软件
能够较好地模拟改性沥青垫层材料 的长期蠕变试验 ， 计算结果与试验 结果符合较好。
关键 词 ： 改性沥青 ； 蠕变试验； Ｂ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ ｓ 蠕变模型； 数值模拟 中图 分类 号 ： Ｔ Ｕ ５ ３ ５ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ １ — ７ ０ ２ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ０ ４ — ０ ３
Ｔｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ｅ ｅ ｐ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ ｍｏ ｄ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ＷＡＮＧ Ｗｕ ， ＨＥ Ｘｉ ａ ｒ ｔ ｇ， Ｚ ＨＡＮＧ Ｃ ｈ ｕ ｒ ｔ ｘ ｉ ａ ｏ
应力下的蠕变过程， 因此， 在实际中得到一定的应用。作者通 过不同应力水平下Ｓ Ｂ Ｓ 改性沥青与 Ｃ ａ （ Ｏ Ｈ ） 垫层材料的单轴
沥青垫层材料是一种黏弹性材料，具有滞回耗能特性且 蠕变试验， 利用 Ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ８ ． ０ 软件进行模型参数拟合 ， 获得了 性价比高， 作为垫层材料被广泛应用于道路工程建设、 建筑基 Ｂ ｕ ｒ ｇ ｅ ｒ ｓ 模型蠕变柔量的表达式， 并将模型参数代入有限差分
TLA改性沥青的动态蠕变性能研究
TLA改性沥青的动态蠕变性能研究杨娥;张肖宁【摘要】通过对不同掺量的TLA改性沥青进行动态蠕变实验,并基于Burgers模型的粘弹理论进行拟合分析,重点分析了模型参数随温度和掺量的变化规律以及不同掺量的蠕变曲线的形状变化规律.结果表明,基于Burgers模型拟合TLA改性沥青蠕变曲线相关性较高；任一掺量的TLA改性沥青,随着温度的升高,所有的参数值均明显变小；Gv值随温度升高降低,当掺量＞30％后,Gv增大的幅度才较为显著；TLA改性沥青蠕变曲线3个阶段的形状与参数大小密切相关.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(044)006【总页数】4页(P850-853)【关键词】TLA;动态蠕变实验;参数;掺量;Burgers模型【作者】杨娥;张肖宁【作者单位】华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640;广州航海高等专科学校航务工程学院,广东广州510700;华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】U416.011 引言TLA（湖沥青）改性沥青作为一种粘弹材料［1］，其粘弹力学性能与温度、荷载和作用时间密切相关。
动态蠕变性能试验是研究沥青粘弹力学的重要方法之一［2－4］，它是模拟沥青在路面上承受车辆行驶时施加的瞬时车轮荷载和重复荷载时的受力模式，相对于其它方法更为真实，而且在美国NCHRP9－10报告中将基于动态蠕变试验拟合蠕变劲度的粘性成分GV值作为高温性能评价指标［5，6］。
因此研究TLA改性沥青的动态蠕变性能对提高路面的高温性能减少车辙病害有重要的意义。
为了更好地认识TLA改性沥青与路面高温永久变形之间的关系，就必须从TLA改性沥青的粘弹本构关系出发，基于不同温度和荷载的动态蠕变试验，分析不同TLA掺量的改性沥青的高温变形特点，并根据Burgers模型进行拟合，得出Burgers模型中参数、GV和蠕变曲线随TLA掺量的变化关系。
2 实验方案TLA（湖沥青）作为一种天然形成的沥青改性剂，具有比普通沥青所适应的温度范围更广的优异性能，正逐渐运用于我国的道路建设和桥面铺装中［7］，根据以往的工程实践，通常在沥青混凝土中使用时，TLA掺加25%～30%，桥面铺装时，TLA掺加50%～70%。