克拉玛依重交通90#及其SBS改性沥青紫外线老化研究

为了评价紫外线对沥青的影响,对克拉玛依重交通90#沥青和其SBS改性沥青采用紫外线加速老化试验,并利用红外光谱分析方法,研究不同老化时间对沥青特征官能团的影响.结果表明:沥青受紫外线老化时间越长变化越明显;基质沥青经老化240 h即达深度老化,其羰基和亚砜官能团吸收峰强度均达最大,随着老化的持续进行,沥青的羰基和亚砜官能团吸收峰强度变化趋于平缓;SBS改性沥青老化720 h,其亚砜官能团吸收峰强度趋于最大,持续老化至1 200 h,其羰基官能团吸收峰强度趋于平稳.表明加入SBS改性剂可以明显改善沥青的耐紫外线老化性能.     

纳米二氧化钛对沥青老化性能的影响研究

针对纳米二氧化钛(TiO_2)对沥青老化性能的影响研究,以不同掺量的TiO_2分别对克拉玛依90#沥青和胶橡沥青进行改性,通过TFOT短期热氧老化和紫外线老化试验,宏观上用常规指标评价两种沥青老化前后的物理性能变化,微观上采用傅里叶红外光谱分析法精确计算沥青老化前后的羰基、亚砜基官能团含量,以羰基指数(I_(C=O))和亚砜基指数(I_(S=O))作为定量分析沥青老化行为的指标,通过分析沥青官能团指数及其与宏观性能之间相互对应的关系规律表明:掺量为1.5%的TiO_2能明显提高橡胶沥青的抗短期热氧老化和紫外线老化性能,经质量分数为3%的TiO_2改性后的克拉玛依90#基质沥青有较好的抗紫外线老化性能。     

OMMT/ZnO复合改性沥青抗老化性能研究及机理分析

为改善沥青路面在使用过程中存在的老化问题,制备OMMT/ZnO复合改性沥青.借助旋转薄膜老化模拟沥青的短期热氧老化、压力老化模拟沥青的长期热氧老化,通过温度扫描试验研究沥青老化前后的宏观流变性能,利用红外光谱和原子力显微镜探究其内部的化学官能团及表面微观结构特征.试验结果表明:在评价复合改性沥青抗老化性能时,复数模量老化指数与相位角老化指数所反映的规律一致,OM M T/ZnO复合改性沥青可降低复数模量的增加程度和相位角的减小程度.微观试验结果表明:复合材料可减少热氧老化过程中羰基和亚砜基的产生,同时减少"蜂状"结构的破坏,延缓沥青微观结构从多相态向单一相态的转变.     

多因素作用下橡胶沥青老化特性研究

基于兰州市太阳辐射强度,确定了室外紫外线辐射时间与室内紫外箱加速老化试验时间的对应关系,试验过程中考虑了紫外光、氧、水、热等因素对橡胶沥青老化特性的影响.通过红外光谱、沥青四组分试验和GPC试验探究了橡胶老化过程中沥青组分含量以及分子结构变化.研究结果表明:经红外光谱分析,橡胶沥青在老化过程中羰基和亚砜基含量增多,丁二烯含量减少;组分试验表明随着老化时间的延长,沥青中的饱和分含量、芳香分、胶质逐渐减少,沥青质含量增加;橡胶沥青老化凝胶渗透色谱(GPC)分析显示,老化后橡胶沥青的数均分子量、重均分子量以及分散度都发生变化,随着老化程度的深入,沥青中的大分子量逐渐增大.     

基于红外光谱的新-旧沥青界面相溶性研究

新-旧沥青界面相溶性直接影响再生沥青混合料的路用性能。通过红外光谱技术,对新沥青和旧沥青的化学光能团进行对比分析,提出可用于表征沥青老化程度的特征官能团;采用“分层脱洗法”对再生混合料中RAP颗粒表面的沥青膜进行精细分离,测定沥青膜不同厚度范围内特征官能团相对含量,定量分析了新-旧沥青界面的相溶性。结果表明：新沥青与旧沥青的红外光谱图存在明显差异性;羰基C=O(1 700 cm^-1)、亚砜基S=O(1 035 cm^-1)可作为评价沥青老化程度的特征官能团;羰基指数CI与亚砜基指数SI可作为新-旧沥青界面相溶性的评价指标,新-旧沥青界面相溶性符合“部分混溶”假设。研究成果对再生沥青混合料材料设计、性能调控具有一定的参考意义。     

氧化石墨烯复配多聚磷酸改性沥青流变特性及抗热氧老化性能

采用动态剪切流变(DSR)、多重应力蠕变恢复(MSCR)及弯曲梁流变(BBR)试验,研究了掺加氧化石墨烯(GO)、多聚磷酸(PPA)及其复配改性沥青老化前后的流变特性与抗热氧老化性能,并通过凝胶渗透色谱(GPC)分析了沥青不同热氧老化状态下的分子量。结果表明：掺加氧化石墨烯、PPA能显著改善沥青的高温抗变形能力和弹性变形恢复能力,与SBS改性沥青相比,氧化石墨烯复配PPA改性沥青老化前后的抗车辙因子更大,不可恢复蠕变柔量更小,且老化前后各项指标变化幅度更小,其高温抗变形能力、弹性恢复性能及抗高温热氧老化性能优于SBS、SBR改性沥青;通过氧化石墨烯复配PPA显著降低了老化前后沥青的劲度模量及老化后劲度模量的增幅,有效改善了沥青的低温抗变形能力及抗低温老化性能,其低温抗裂性能与SBR改性沥青相当;老化前后氧化石墨烯复配PPA改性沥青不同分子量的分布区域更窄,RTFOT、PAV老化后,氧化石墨烯复配PPA改性沥青的分子量(M_w、M_n)及分散系数d的变化幅度相较于SBS、SBR改性均更小,其抗热氧老化稳定性更强。     

沥青化学组分老化规律研究

沥青的老化影响了沥青的使用性能,沥青老化后性能变化取决于沥青化学组成和结构的变化。对沥青化学组分进行红外分析和元素分析,确定了沥青化学组分官能团和元素含量分布特点,研究了化学组分随老化深度加深的变化趋势,沥青化学组分老化规律研究将对沥青应用具有重要的指导意义。     

沥青基碳纤维改性沥青老化性能影响因素研究

为研究沥青基碳纤维改性沥青的老化性能影响因素,运用正交试验设计法,在控制沥青基碳纤维的质量分数和搅拌时间的条件下,测定老化试验前后碳纤维改性沥青的软化点、针入度、延度、黏度等数据,计算相关老化性能指标,并通过数理统计分析方法确定其最佳老化性能配比。试验结果表明:沥青基碳纤维能够提高改性沥青的抗老化性,其质量分数和搅拌时间对改性沥青的老化性能有很大影响,沥青混合料中沥青基碳纤维的质量分数为1%,搅拌60 min制备得到的碳纤维改性沥青抗老化性能较为优良。     

热氧作用下CR/SBS复合改性沥青性能衰减及微观作用机理研究

为了探究CR/SBS复合改性沥青在高温存储过程中性能的衰减及其微观作用机理,在2%SBS改性沥青的基础上分别掺加0%、10%、15%、20%和25%废旧胶粉,制备了CR/SBS复合改性沥青,采用TFOT对其存储过程中产生的热氧老化进行模拟。通过对比老化前、后性能指标的变化,评价CR/SBS复合改性沥青的抗老化性能。结果表明：废旧胶粉的加入改善了SBS改性沥青的性能衰减程度,且废旧胶粉掺量为20%时,复合改性沥青老化前、后性能衰减程度最小。当胶粉掺量升至25%时,复合改性沥青的性能略微下降,这是因为胶粉掺量过多导致胶粉溶胀不完全,沥青中部分胶粉以胶团的形式呈现。红外光谱试验发现,胶粉的加入并未使SBS改性沥青产生新的官能团,证明胶粉并未与SBS改性沥青发生化学反应;老化后羰基(C＝O)、亚砜基(S＝O)含量增大,表明CR/SBS复合改性沥青老化指数均小于SBS改性沥青。体式显微表征发现,废旧胶粉的加入在SBS改性沥青体系中起到了填充作用,形成改性剂与沥青的双连续相,构建了紧密的网络空间结构,减缓了SBS在高温下的热解速率。     

三种沥青抗老化性能分析

比较了老化前后三种国产沥青的ＤＳＣ谱图及ＧＰＳ谱图，对老化前后样品的吸热峰进行了，工通过ＧＰＣ谱图计算了老比前后不同分子量区间组成所占有的百分数，对三种沥青抗老化性能的优劣做了评价。     

SBS改性沥青光老化性能试验研究

沥青在高温、光氧作用下会发生一系列物理及化学变化,通过常规试验、动态剪切试验、BBR试验并结合FTIR试验来研究老化后的性能,结果表明,SBS改性沥青老化后出现了羧基和亚砜基;其软化点增加,针入度减小,低温延度降低,缩短了路面使用寿命。     

热再生沥青混合料低温抗裂性能全程评价

为了评价热再生沥青混合料全寿命周期内的低温抗裂性能,以含有不同比例RAP的再生沥青混合料为研究对象,通过STOA和LTOA试验模拟混合料在不同使用阶段的老化,以极限应变和应变能密度为指标,采用低温弯曲试验对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行了评价.试验结果表明:RAP 含量低于40% 的再生沥青混合料的低温抗裂性能与普通沥青混合料相当;受再生剂扩散作用的影响,STOA 后再生沥青混合料低温抗裂性能变化幅度较小,LTOA 过程中低温抗裂性能的变化规律与普通混合料相近;RAP 含量达 50% 时,再生沥青混合料老化前后的低温抗裂性能均较差.     

生物基再生剂对老化沥青流变特性的恢复效果及再生机理

为探究油脂行业下游底物作为生物基再生剂(BR)对老化沥青流变特性的恢复效果及再生机理，制备不同针入度等级的老化沥青(P50、P30及P15),分别掺入不同比例的BR使其针入度恢复至未老化水平，通过频率扫描及流动性扫描试验，研究老化沥青流变特性的恢复效果，并基于沥青特征官能团及微观结构变化，分析对应的再生机理。结果表明：BR对不同老化程度沥青流变特性的恢复效果不同，P50再生后各项指标完全恢复，对于老化程度较重的P30和P15,尽管掺入较高比例的BR后针入度得以恢复，但流变指标与未老化沥青仍存在较大差别。BR在调节老化沥青组分比例的同时，通过稀释、溶解沥青质胶团，恢复了沥青胶体结构的稳定性，但该过程并不涉及沥青组分的化学可逆恢复，此为沥青再生的主要机理。     

光热耦合条件下沥青宏观老化特征研究

通过对两种基质沥青及四种改性沥青的技术性能指标(针入度、黏度、软化点、车辙因子)进行室内试验,对比了不同光热耦合条件下沥青的宏观老化特征。研究表明:对于基质沥青而言,光照强度不变时,ZH沥青的抗热老化性能明显优于SK沥青;温度不变时,SK沥青的抗光老化性能则明显优于ZH沥青;对于改性沥青而言,线型改性沥青抗光热耦合老化能力整体上优于星型改性沥青;单因素和双因素变化时,各类沥青在以针入度比为指标表征其抗老化性能方面有较强的关联性,在以黏度比、软化点比及剪切流变系数为指标表征其抗老化性能方面关联性不大,推荐采用针入度比作为评价沥青的老化程度及抗老化性能;其中,双因素方差分析结果表明沥青光热耦合作用时温度比光照强度作用更加显著。     

基于热质联用技术的塔河道路沥青性能分析

为深入分析沥青微观结构、热性质与沥青路用性能之间的关系,采用热重-差热分析-质谱联用技术研究了3种塔河沥青在30℃～550℃范围内升温时的热重与吸热性质,检测了沥青挥发与热分解的小分子产物,并分析了微观结构与沥青路用性能的关系。研究结果表明:挥发与热分解产物中质荷比为60以下的物质中主要有H2O、H2、C2H4(或CO)和OH基离子团,塔河沥青热重曲线从240℃左右开始有明显的失重现象,其宏观性能的改善,在微观上表现为烃类分解放热量的增加和分解残留质量比的降低。     

基于红外光谱的SBS改性沥青老化官能团特征研究

沥青作为常用的道路材料， 受外界环境条件影响， 易发生沥青老化现象。 文章利用旋转薄膜加热试验， 模拟改性沥青在使用过程中发生的热氧老化， 并设置不同的老化时长， 最后采用红外光谱定性、 定量分析不同老化程度改性沥青的含氧基团， 以研究改性沥青老化后的官能团特征， 以及含氧基团的含量与改性沥青老化程度之间的关系。     

硬质沥青老化前后流变分析及高温性能比较

研究了老化前后硬质沥青的动态力学流变性能并对高温性能进行比较,采用DSR对流变性能进行分析,利用车辙试验对其高温性能与4%抗辙裂剂改性沥青进行比较。研究表明:G*回归得到的GTS证实老化前后硬质沥青的温度敏感性均低于SBS改性沥青和基质沥青;在实验温度内,老化前后硬质沥青的黏弹性变化趋势相似,温度升高使得材料的弹性作用减弱,黏性行为增强,但老化后沥青黏性行为开始占据主导地位的温度高于老化前,表明老化提升了硬质沥青的弹-黏转变温度。车辙因子、动稳定度的对比结果为:老化后硬质沥青硬质沥青抗辙裂剂改性沥青,两者综合证实了硬质沥青具有优异的抵抗高温变形的能力,其可以作为原料或改性剂用于南方等高温地区沥青路面的铺设及抗车辙剂类产品的研发。     

F-T蜡和PE蜡对沥青性能影响研究

F-T蜡和PE蜡作为蜡基改性材料的典型代表,均可用于沥青的降黏和改性。为进一步比较两者对沥青的作用效果,研究中先对两种材料进行FTIR和TG测试,分析两种物质的官能团特征和热稳定性。分别以1.5%和3%的掺加量将两种蜡加入到90号沥青中,对制备的改性沥青进行性能考察。布氏黏度结果显示,两种材料对沥青的降黏行为不一致,且其对基质沥青的降黏效果相当有限;DSR结果显示,F-T蜡和PE蜡均可提高沥青的车辙因子,且掺量越高提升幅度越显著,相同条件下F-T蜡对车辙因子的提升更显著;BBR结果显示,两种蜡基改性剂均降低了沥青的低温性能,增加了材料在低温下发生开裂的几率。综合看来,相同情况下F-T蜡对沥青性能的作用效果优于PE蜡。     

纳米TiO2改性沥青抗光老化性能研究

选用纳米TiO2对沥青进行改性。采用自制紫外光源环境箱对基质沥青和改性沥青进行紫外线光老化试验,根据光老化前后沥青性能指标的变化,研究纳米TiO2对提高沥青抗光老化性能的作用。结果表明,紫外光照射后,改性沥青的低温延度明显高于基质沥青,且光照前后软化点的变化率也低于基质沥青,说明掺入纳米TiO2能明显提高沥青的抗光老化能力。     

抽提回收过程对沥青老化程度评价的影响

对不同老化程度的沥青先采用三氯乙烯溶解,再用真空旋转回收仪回收,然后对沥青进行系统的试验,获得不同老化程度的沥青在抽提回收前后的针入度、软化点、延度、粘度等常规指标以及动态剪切模量、相位角、低温弯曲蠕变劲度、低温抗拉强度等性能指标,通过分析各项性能的变化研究抽提回收过程对沥青老化程度的影响规律。试验结果表明不同老化程度的沥青在经过抽提回收过程后,其各项性能指标的变化均较小,排除试验误差的影响,采用真空旋转回收仪回收沥青时对沥青的老化程度的影响可以忽略,因此可以用于评价沥青的老化程度。