纳米材料在沥青路面中的应用进展

经纳米材料改性的沥青可提高沥青路面的路用性能,纳米材料改性沥青越来越受到关注。总结了纳米改性沥青的研究现状及进展,从改性沥青、改性沥青混合料方面来介绍纳米改性沥青的优越性能;根据国内外现有研究,概述了纳米改性沥青的关键性问题及研究不足之处,提出了纳米材料改性沥青未来研究的方向及应用前景。     

纳米Fe3O4粒子对改性沥青三大指标的影响

纳米改性沥青是国内外研究的热点，但报道较多的蒙脱土纳米改性沥青的制备理论不完善且工艺上存在许多问题。研究Fe3O4纳米改性沥青制备工艺，成功制备了Fe3O4球形纳米粒子(0维纳米材料)改性沥青，指出了制备过程中的注意事项，并对实验结果及存在的问题进行了分析讨论。测试表明，与未加纳米改性剂的基础沥青比较，Fe3O4纳米改性沥青三大指标均有较大提高。     

用于沥青改性的纳米材料综合比选

本文首先通过一定的选择原则在尽可能大的范围内初步确定用于改性沥青的纳米材料种类,然后通过内掺法及内掺后超声波分散两种手段制备纳米改性沥青,并通过比较不同种类纳米改性沥青的针入度、软化点、延度三大指标及布氏粘度指标,最终确定A为基质沥青最理想的纳米材料改性荆。采用硅烷偶联剂KH550、聚乙烯亚胺PEI和表面活性剂硬脂酸三种分散剂对A进行表面改性,并制备相应的改性沥青。通过改性沥青的三大指标及粘度指标,对三种分散剂的表面改性效果进行比较,并最终确定相对纳米材料2％剂量的硅烷偶联剂KH550为A最佳分散剂。     

基于阻燃抑烟的纳米黏土改性沥青综述

分析了沥青材料的热解燃烧特性,总结了沥青材料阻燃抑烟性能测试方法,归纳了国内外常用的沥青阻燃剂类型及其优缺点;论述了隧道沥青材料常用的阻燃技术,评析了纳米改性沥青阻燃抑烟机理;探讨了纳米黏土对沥青材料高低温性能、水稳定性及老化性能等路用性能的影响,展望了未来隧道阻燃抑烟沥青材料的研究方向。研究结果表明: 用于隧道沥青材料阻燃剂应具有良好的协同阻燃抑烟效应,而金属氢氧化物和纳米材料具有较大的应用潜力;沥青材料的阻燃抑烟性能测试主要参考聚合物阻燃测试方法,这些试验方法与沥青路面真实燃烧状态明显不符,亟需补充和完善沥青材料阻燃抑烟性能测试方法和标准;以纳米黏土为代表的纳米改性材料对热沥青的烟气释放具有显著的抑制作用,但目前研究主要集中于纳米材料和聚合物复合材料的阻燃机理方面,针对纳米改性沥青的阻燃抑烟机理缺乏系统性研究;纳米黏土可显著改善沥青的高温、水稳及老化性能,对低温性能的影响方面,国内外研究存在较大争议;应将热拌沥青混合料烟气控制技术、金属氢氧化物和纳米黏土协同阻燃技术及沥青材料阻燃性能测试方法等方面作为隧道阻燃抑烟沥青材料未来的重点研究方向。      

纳米氧化锌、碳酸钙材料改性沥青混合料路用性能的试验研究

为了进一步提高SBS改性沥青路面的路用性能,制备了纳米Zn O/Ca CO3/SBS复合改性沥青及混合料,通过对改性前后沥青的常规物理性能、流变性能进行对比从而确定最佳配比,并对确定最优掺量后的纳米材料改性沥青混合料进行高温、低温、水稳定性、抗疲劳性能试验,对不同沥青混合料的路用性能进行分析对比,结果表明:将一定比例的纳米材料加入SBS改性沥青中,对沥青的三大指标、高温流变性能均有较好的改善作用,同时,纳米材料复合SBS改性沥青混合料在高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、疲劳耐久性方面也优于未添加纳米材料的普通SBS改性沥青,由此可见,纳米材料可以更好地提高SBS改性沥青的路用性能。     

纳米材料改性沥青混合料路用性能试验研究

为了进一步提高SBS改性沥青路面的路用性能,在SBS改性沥青中加入不同比例的纳米ZnO、TiO_2,对改性前后沥青进行三大指标对比,对确定最优掺量后的纳米材料改性沥青混合料进行车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、疲劳试验等,并与SBS改性沥青混合料进行对比分析。结果表明:在SBS改性沥青中加入一定比例的纳米材料对沥青的三大指标有较好的改善作用,同时,纳米材料复合SBS改性沥青混合料的高低温性能、抗水损坏性能、疲劳耐久性方面均优于常规SBS改性沥青混合料,由此可见纳米材料可显著改善沥青混合料的路用性能,将其应用于道路是可行的。     

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。     

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...     

纳米蒙脱石/SBS复掺改性沥青性能试验研究

将纳米蒙脱石和SBS进行复掺制备改性沥青,可提升改性沥青及其沥青混合料的综合性能.选取不同掺量的纳米蒙脱石与SBS改性剂进行复掺,采用软化点、针入度、延度、旋转黏度、动态剪切流变试验对复掺改性沥青的性能进行综合评价,探究纳米蒙脱石掺量对改性沥青性能的影响规律.研究结果表明:沥青的延度受纳米蒙脱石掺量的影响幅度较大,纳米蒙脱石掺量在3％时,复掺改性沥青的车辙因子较普通SBS改性沥青提升1.26倍,疲劳因子较普通SBS改性沥青下降0.68倍,复掺改性沥青的性能达到最佳.     

纳米ZnO/TiO_2-SBS复合改性沥青性能和机理研究

为兼顾夏季异常炎热而冬天极端寒冷地区对沥青高低温性能的要求,采用3%Nano-ZnO/0. 5%Nano-Ti O2/3. 7%SBS和5%Nano-ZnO/4. 2%SBS改性方案制备两种纳米复合改性沥青。对改性前后沥青分别进行常规性能、薄膜烘箱老化和高低温流变性能测试,并对所制备改性沥青与基质沥青的高低温性能进行对比研究。利用扫描电子显微镜、荧光显微镜和傅里叶红外光谱技术研究了纳米复合改性沥青的微观结构及纳米改性机理。结果表明,纳米材料具有改善沥青与聚合物改性剂间相容性的作用,此外,基质沥青的高低温性能大幅改善,将其应用于夏热而冬寒地区,可减少车辙和开裂等路面病害的发生。     

纳米层状硅酸盐改性沥青混合料路用性能研究

通过马歇尔设计方法确定基质沥青、松香基纳米增强沥青和SBS聚合物改性沥青混合料的最佳油石比。在此基础上,对各种沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等路用性能进行对比研究,得出纳米层状硅酸盐改性沥青混合料的高温稳定性及水稳定性较基质沥青混合料有较大幅度的提高,与SBS改性沥青的改性效果相当,在实际工程中有较大的应用价值。     

纳米膨润土改性沥青机理研究

利用膨润土中富含的天然层状硅酸盐有机化"插层"预处理,在熔融沥青中"剥离"为纳米颗粒,并在沥青中均匀分散,形成纳米增强沥青复合材料。     

纳米膨润土改性沥青机理研究

利用膨润土中富含的天然层状硅酸盐有机化"插层"预处理,在熔融沥青中"剥离"为纳米颗粒,并在沥青中均匀分散,形成纳米增强沥青复合材料。     

纳米TiO_2材料对沥青抗紫外光老化的作用

把纳米TiO2作为紫外线吸收抗老化剂加入到沥青中,根据紫外线老化前后沥青针入度、软化点、延度的试验结果,分析纳米TiO2及其掺量对沥青抗紫外线老化能力的影响。结果表明:掺入纳米TiO2的沥青,其紫外线老化后的针入度、延度都有所增加,软化点明显减小;针入度指数的增加程度降低;针入度、延度、软化点损失率均明显降低;纳米TiO2的最佳掺量为1%。纳米TiO2作为紫外线吸收抗老化剂在一定程度上提高了沥青抗紫外线的能力。     

SEAM改性沥青的化学改性机理分析

SEAM是一种新型的沥青改性剂,同时也是一种沥青混合料添加剂,最近几年才引进我国并在天津进行首次应用,属于新材料、新工艺,因此有必要进行SEAM改性沥青的改性机理研究。通过一系列基准试验,比较分析了SEAM改性沥青的改性效果,结合相关化学理论知识,分析并总结了SEAM改性沥青的改性机理。     

改性沥青稀浆封层作为抗滑磨耗层的应用研究

针对改性稀浆封层作为抗滑功能层的应用,介绍了改性稀浆封层的材料组成、混合料配合比设计、施工工艺,并通过室内试验以及试验路段的铺筑、试验路路用性能的跟踪观测,对改性稀浆封层抗滑效果以及社会效益、经济效益做了简要论述。     

改性沥青稀浆封层在公路养护工程中的应用

改性乳化沥青稀浆封层技术能很好地处理各种中、轻度裂缝和车辙等问题,通过对改性沥青稀浆封层技术。中材料选择、混合料设计、施工工艺三方面的研究,阐述改性乳化沥青稀浆封层技术在修复公路沥青路面病害中的应用,并对改性乳化沥青稀浆封层施工技术进行分析。     

纳米水泥混凝土力学特性研究

纳米SiO2是一种新兴的材料,用途非常广泛。水泥混凝土路面存在刚性过大、抗弯拉强度不足的问题。通过在普通水泥混凝土中掺加不同量的SiO2纳米材料,测试纳米水泥混凝土的抗压强度和抗弯拉强度。研究表明:纳米SiO2的掺加能改善水泥混凝土的抗压强度和抗弯拉性能,纳米水泥混凝土抗弯拉强度的改善优于抗压强度。     

自研发微晶蜡类温拌改性剂微观性能试验研究

借助微观试验对以费托蜡为主要原料的自主研发微晶蜡类温拌沥青改性剂性能进行评价,通过气相色谱、差热分析、红外光谱等微观试验表明,自研发温拌改性剂分子结构、化学组成和纯度较好;温拌改性沥青的基本性能试验与SHRP性能试验表明,相较于基质沥青,温拌沥青高温粘度降低,软化点显著提高,并使基质沥青提高了一个高温PG等级,说明自主研发的温拌改性剂具有较好的降粘与提高高温性能的功能。     

湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料施工工艺控制研究

通过对湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料的施工中的材料、过程、施工设备的研究,提出了湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料施工工艺控制的要点,对于我国利用湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料提高路面的质量具有一定的参考价值。