科创中国

1.   系统表征了TLA，QRA，BRA，VRA和ARA等5种不同天然沥青的微观结构和组成特征，揭示了不同天然沥青对改性沥青性能的影响规律及其改性机理。结果表明，不同天然沥青的矿物质和沥青质含量变化大，灰分含量在3%~75%，沥青质占天然沥青物质含量的40%~65%；天然沥青质晶体结构中的芳香层平行性降低，芳碳率较小，有效芳香层数要比石油沥青质小得多，分布在2~4层左右。因此，天然沥青物质的增黏增弹与灰分的增劲增韧共同作用，可以有效改善沥青的高温性能、老化性能、黏附性和疲劳性能等。

2.   天然沥青改性沥青作为常规热拌沥青混合料的胶结料且其针入度在40dmm以下时，其延度指标衰减明显，应控制天然沥青用量和使用途径。以针入度、软化点、高温复数模量和低温蠕变速率为指标，建立了它们与饱和分、胶质和沥青质三个组分参数的关系模型。

3.   综合天然沥青改性沥青混合料的优化配合比及路用性能指标，提出了5种天然沥青的适宜掺量范围：

(1)   TLA湖沥青适宜湿法应用，建议掺量为沥青的25%~50%，在钢桥面铺装等特殊路面中可提高至50%~75%。

(2)   QRA岩沥青适宜湿法应用，建议掺量为沥青的5%~8%。

(3)   BRA岩沥青适宜干法应用，建议掺量为沥青混合料质量的2%~5%。

(4)   VRA岩沥青适宜干法应用，建议掺量为沥青混合料质量的***%~***%。

(5)   ARA岩沥青适宜干法应用，建议掺量为沥青混合料质量的***%~***%。

4.   开发了桥面铺装用TLA+SBS复合改性沥青混凝土、纤维增强BRA改性沥青混凝土及BRA+SBS复合改性沥青混凝土，改善了低温性能。提出了复合改性TGAC-10桥面铺装层混合料的技术指标要求，建立了复合改性TGAC-10的疲劳寿命预估方程。

5.   分析了灰分对天然沥青改性沥青混合料性能的影响规律，其中对抗车辙能力、抗变形能力和密水性能的影响最为显著，其次为抗滑性能和承载能力，并对水稳性有一定的影响。揭示了灰分沉淀离析对TLA改性沥青混合料的路用性能影响模式，提出了基于灰分影响的天然沥青改性沥青混合料配合比优化设计方法和油石比修正公式，为现场施工控制提供了科学指导。

6.   揭示了天然沥青对改性沥青混合料性能影响的差异。天然沥青能改善沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，在高温性能改善方面，以QRA和VRA为最优；岩沥青类天然沥青的掺量增高，会带来低温性能的衰减；TLA湖沥青不仅能提高沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，而且对低温性能也有较好的改善作用。

7.   建立了基于图像识别技术的天然沥青混合料级配和油石比快速检测方法。采用图像识别法，经试验标定后，识别油石比与实际油石比之间的绝对误差在±***%以内，适用于大型沥青路面工程动态质量控制，快速准确进行沥青混合料的质量评定。

8.   提出了天然沥青改性沥青路面的施工成套技术及质量控制措施，以及基于无损检测技术的施工质量监控技术和评价标准，编制了《天然沥青改性沥青路面修筑技术指南》，为天然沥青改性沥青路面的推广应用提供了技术指导。