酸雨对沥青混合料强度及空隙率影响的模拟研究

文中建立了周期浸泡加速腐蚀试验方法,用以研究酸性降水对沥青混合料的影响和试验模拟。分别研究了pH值为1．0、3．0和5．6三种模拟酸雨对AC、SAC、Superpave和SMA四种级配混合料的影响。研究结果表明：四种级配的沥青混合料试件受不同的酸雨腐蚀后质量均下降,马歇尔稳定度均降低,其下降程度随模拟酸雨pH值的减小而增大。同时,质量的下降还使得试件结构变得疏松,空隙率增大。质量、强度下降和空隙率增加的根本原因,是受蚀后集料中的金属氧化物和部分沥青组分等物质的逐渐损失,由此可知,酸雨对混合料的危害。主要是化学侵蚀引起。     

克拉玛依沥青延度衰减及恢复方法研究

克拉玛依沥青四组分含量具有胶质含量高、沥青质非常低的特殊性,对比分析克拉玛依沥青与少量其他沥青混合后性能的试验测试结果,对克拉玛依沥青与其他沥青混合后的品质变化情况进行了探讨,并对其混合物进行高温高速剪切试验与性能测试。结果显示,克拉玛依沥青与少量SBS聚合物改性沥青混合后,延度指标快速衰减。通过高温下高速剪切,可恢复克拉玛依沥青延度。     

沥青轻组分含量对沥青低温性能的影响分析

沥青是一种典型的感温性材料，其轻组分（芳香分和饱和分的统称）含量对沥青材料的高低温性能有很重要的影响。通过小梁曲试验对含有不同轻组分比例的沥青的软化点、针入度、延度、60℃动力黏度，黏附等级以及不同低温条件下的劲度模量进行了测定，分析了轻组分含量变化对沥青低温性能影响的规律，确定了在保证高温性能的前提下，沥青获得最优低温性能时轻组分的含量。     

橡胶沥青老化机理研究

为了探究橡胶沥青老化的内在机理,采用四组分分析试验和红外光谱,分析了两种基质沥青和两种橡胶沥青原样、RTFO后残留物和PAV后残留物的化学组分和微观结构组成的变化。试验结果表明,橡胶沥青老化后,沥青质的含量增加,胶质、芳香分和饱和分的含量减小。橡胶沥青的老化由基质沥青老化和废胶粉的老化降解两部分组成。基质沥青老化的产物有亚砜、羟酸、酮和酸酐。废胶粉老化裂解后有胺类物质产生。     

Sasobit改性沥青的结构与性能研究

在Pen 60/80基质沥青中加入不同含量的Sasobit,应用常规的沥青性能试验(针入度试验、粘度试验、组分试验等)测试Sasobit改性沥青分别在15℃,25℃,30℃的针入度和软化点,以及60℃,120℃,135℃的粘度和组分等性能指标;通过旋转薄膜加热试验(RTFOT)和压力老化容器(PAV)试验模拟沥青的短期老化和长期老化,评价Sasobit改性沥青的耐久性。同时,利用凝胶色谱仪(GPC)和红外光谱仪(IR)测试Sasobit改性沥青的分子量分布、官能团变化等微观性能,分析Sasobit对沥青宏观性能、官能团以及分子量等微观性能的影响,定性地建立Sasobit改性沥青微观性能与宏观性能之间的关系,从微观角度分析Sasobit改性沥青的性能变化规律。结果表明:在沥青中加入Sasobit后,Sasobit与沥青中的—OH和C—H发生了化学反应,这些化学反应导致沥青中出现了新的芳香族C—O键,并使得Sasobit的长链烷基与沥青中的沥青蜡发生了共晶,因而改变了沥青的晶体结构、组分比例以及胶体结构,使沥青的性能有了明显的改变,提高了沥青的高温性能,降低了沥青的低温性能;这一点与在沥青混合料中加入Sasobi...     

基于固相萃取法结合顶空GC-MS技术的沥青老化机理研究

沥青老化是影响沥青路面使用寿命的重要因素之一，探究沥青的老化机理对于老化沥青再生和沥青材料的循环利用至关重要。当前中国对于沥青老化机理的研究主要集中于化学组分变迁和物理性能变化的阐述方面，对于老化沥青化学成分变化的研究较少。开发了一种沥青四组分分离方法-固相萃取法，其中软沥青和沥青质的分离借助了超声、高速离心和氮吹浓缩的方法，软沥青中的三组分分离则使用商品化的固相萃取柱进行分离，利用不同极性的溶剂对饱和分、芳香分和胶质进行依次洗脱分离，分离后的组分溶液经浓缩干燥后进行含量变化分析。组分含量分析结果表明，老化沥青的饱和分和芳香分含量减少而胶质和沥青质含量升高。为证明该方法的可行性，将其与传统四组分分离方法进行比较，发现该方法可以将有毒溶剂的使用量减少1个数量级，方法重现性好，且非常适合用作质谱等分析技术中沥青样本的前处理方法。在建立了固相萃取方法后，将其与顶空气相色谱质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)技术结合，对固相萃取法分离得到的饱和分和芳香分中挥发性化合物进行了定性分析。结果表明：沥青老化前后饱和分中化合物类型变化并不明显，而芳香分中化合物类型变化较为显著，通过谱图比对共发现了14种差异化合物，其中萘、甲基萘、苯酚和甲基苯等化合物在老化沥青中未检测到，而含有羧基的化合物在老化沥青中明显增多。最后，借助红外色谱对质谱分析方法得到的试验结果进行了辅助验证，发现红外光谱得到的官能团总量变化结果与顶空气相色谱质谱得到的分析结果相一致。     

有机类温拌橡胶沥青流变改性机理研究

研究发现在不影响工程性能的条件下,有机类温拌剂能够明显的改变橡胶沥青的流变性能,但是人们对于温拌橡胶沥青的流变机理的研究却很少。研究选取40目的胶粉和PG64-22基质沥青在室内制备胶粉掺量为18%（外掺）的橡胶沥青,并以Sasobit为温拌剂制备温拌橡胶沥青。研究测定了橡胶沥青以及不同Sasobit掺量的温拌橡胶沥青的粘度、高温性能和中低温性能,并通过一些非常规的试验,包括组分试验、差热试验（DSC）、红外光谱,从化学组分和分子结构角度对橡胶沥青以及温拌橡胶沥青进行微观分析。试验结果表明,Sasobit和橡胶沥青没有发生复杂的化学反应,但它能够影响橡胶沥青的组分含量以及各组分的聚集状态,从而改变橡胶沥青的流变性能。     

岩沥青化学组成及微观结构特征研究

岩沥青中胶质、沥青质含量较高,用其改性后有助于改善沥青的高温性能、粘附性和稳定性,同时岩沥青是一种天然沥青,岩沥青改性技术的研发有利于提高我国沥青资源利用效率。本文主要针对岩沥青的化学组成和微观结构,通过元素分析试验、四组分分析试验研究岩沥青的元素及组分组成,通过红外光谱试验、分子量测定试验研究岩沥青的微观结构特征,研究内容可为岩沥青改性技术的开发提供技术支撑。     

复合再生改性沥青性能的试验研究

再生沥青可以使老化沥青路用性能得到一定的恢复,但不能恢复其所有性能。本研究利用再生与改性复合作用对老化沥青性能进行改善,在宏观性能试验评价的基础上,再进行复合再生改性沥青的微观性能试验评价。研究内容包括:复合再生改性沥青试样制备,复合再生改性沥青性能的宏观与微观试验评价等。研究结果表明,沥青组分试验与SEM试验结果与宏观指标所表现的规律基本一致,再生与改性综合技术可以使老化沥青的高低温性能得到较好地恢复,解决了单一再生沥青的低温性能恢复不好地问题。通过对比分析沥青组分含量、SEM图与宏观性能指标之间的联系,探讨老化沥青复合再生改性作用的微观机理。研究结果具有一定的理论与实用价值。     

调和沥青SBS改性效果研究

大量沥青四组分试验结果显示,调和沥青具有低胶质、高油分的特点.和调和前相比,组分的差异很大,但其路用性能差异微小.针对这种现象,选取调和前后的2种沥青进行SBS改性试验,通过微观分布分析,调和之后的沥青短期改性效果更佳,1年龄期之后,SBS在调和沥青中出现结构解体、聚团现象,即调和沥青改性后稳定性差.因此,在对沥青调和时应避免大幅度减少胶质与沥青质含量、增加油分含量,以防低胶质、高油分的调和沥青的长期使用性能由于老化而大幅度衰减.     

基于微观角度的沥青老化过程流变性能研究

为探究沥青老化对沥青流变性能的影响,通过室内模拟试验对沥青进行老化,利用动态剪切流变(DSR)试验对老化前后沥青的流变性能变化进行分析,借助傅里叶红外光谱仪(FTIR)与原子力显微镜(AFM)分别观测沥青原样与老化后沥青内部特征官能团和微观形貌的变化规律,从沥青内部微观角度分析老化作用对流变性能的影响。试验结果表明:老化后沥青的相位角减小,复数模量和车辙因子增大,内部生成了一系列含氧特征官能团,如羧基、亚砜基、醛基等,微观形貌中的"蜂"形结构数量增多,面积增大;老化过程中沥青流变性能与内部化学组成、微观形貌结构变化密切相关,沥青的内部化学组分与微观形貌结构的变化对沥青流变性能变化起决定性作用。     

橡胶沥青配伍性及黏附性能研究

为了评价橡胶沥青配伍性及黏附性能,选取5种不同油源基质沥青加工得到橡胶沥青,分析基质沥青组分、胶粉掺量与橡胶沥青常规性能的关联性;基于表面自由能理论,通过测定橡胶沥青的表面自由能及其参数,考察基质沥青组分、胶粉的含量、薄膜烘箱热老化及紫外光老化对橡胶沥青黏附性能的影响。结果表明:橡胶沥青针入度、软化点、延度指标受基质沥青性质影响明显,胶质和沥青质含量较高的沥青加工得到的橡胶沥青针入度小、软化点高、运动黏度较大;若生产用于热区,基质沥青宜选择重组分含量多的70~#基质沥青或者50~#沥青;随着胶粉含量的增加,橡胶沥青针入度减小、软化点升高,但其延度值较为接近,胶粉含量宜根据沥青组分信息确定掺加量;橡胶沥青在高温条件下储存会使其黏度下降,在180℃条件下储存8 h黏度将会下降60%,橡胶沥青在生产使用过程中应降低温度储存,高温下储存时间不宜超过8 h;随着胶粉掺量的增大,橡胶沥青的表面能增大;经过5,10,15 h薄膜烘箱热老化后沥青表面能呈现增大趋势,但老化后表面能变化率较小;紫外老化对橡胶沥青表面能性质影响不明显,组分不同的基质沥青加工得到的橡胶沥青经过10,20 d紫外光老化后表面能变化趋势不同。橡胶沥青的表面能主要受基质沥青品质的影响,受热老化时间和胶粉含量影响较小。     

多聚磷酸改性沥青的试验研究

采用4种掺量的国产多聚磷酸(分别占沥青质量的0.6%、1.0%、1.5%、2.0%)改性70号沥青。通过针入度试验、软化点试验、弯曲梁蠕变试验、粘度试验及四组分试验研究了多聚磷酸改性沥青的性能及可能的改性机理。结果表明:经多聚磷酸改性后,沥青的高温性能得到明显改善,温度敏感性降低,粘度提高,但低温性能略有下降。方差分析表明:多聚磷酸掺量对改性沥青的高温性能有显著影响,而对低温性能的影响不显著。四组分试验揭示了PPA的改性机理主要在于改性沥青化学组分的变化。     

基于室内试验分析的彩色沥青混合料路用性能探讨

为了研究颜料对彩色沥青混合料高温和水损害性能的影响,以及评价彩色沥青胶结料的技术特征.选择残留马歇尔稳定度评价颜料对沥青混合料的影响,并对老化后彩色沥青四组分变化情况进行研究,最后结合实体工程应用情况对彩色沥青混合料进行应用评价,试验结果表明:颜料对混合料高温稳定性无明显影响,而颜料的选择应进行水稳定性试验,老化试验四组分分析结果,老化时间越长,饱和组分、芳香组分和胶质组份含量衰减越大,而沥青质含量随时间延长而逐渐增加.且温度越高,含量越低。研究成果对彩色沥青再生混合料的应用有一定的参考作用。     

盐腐蚀环境下再生玄武岩纤维沥青混合料水稳定性研究

在国内外对盐腐蚀环境下再生玄武岩纤维沥青混合料水稳定性能鲜有研究的情况下,采用现行规范JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验的方法,对比分析在自来水溶液和高浓度(质量分数为10%)亚硫酸盐腐蚀溶液中玄武岩纤维对再生沥青混合料水稳定性能的改善效果。试验结果表明:在两种试验环境中,再生玄武岩纤维沥青混合料的水稳定性均满足规范要求。玄武岩纤维对再生沥青混合料的浸水马歇尔稳定度提高较大,水溶液中为7.2%,腐蚀溶液中为9.7%;而对浸水马歇尔残留稳定度也有一定的提高,水溶液中为6.4%,腐蚀溶液中为6.6%。在低温冻结和高温融化的环境中,高浓度的盐腐蚀溶液加剧了对再生玄武岩纤维沥青混合料劈裂强度的劣化作用。     

酸雨侵蚀老化对直投式干法橡胶沥青混合料的影响

结合宣曲高速公路工程橡胶沥青课题的情况,模拟研究了酸雨对新型直投式干法橡胶沥青混合料性能的影响,并与SBS沥青混合料相比较。试验结果表明了酸雨对两种混合料的功能损害,主要是侵蚀、老化沥青从而导致整体功能下降。与SBS沥青混合料相比,直投式干法橡胶沥青混合料含有的橡胶颗粒能够与酸雨中酸性成分反应,减轻了酸性成分对沥青的影响,从而有效地减缓了酸雨对直投式干法橡胶沥青混合料的侵蚀老化,并且在同条件下其效果优于SBS沥青混合料。     

沥青路面材料浸出特性及其对路表径流水质的影响

通过静态、动态、酸雨及三氯乙烯4种试验方法研究了沥青混合料在不同环境条件下的浸出特性,并对浸出溶液进行了水质检测.结果表明,沥青混合料在稳定状态下对路表径流水质污染较小,而在酸雨或三氯乙烯溶液体系中沥青易分解并释放出大量的总悬浮颗粒(SS)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)与氨氮(NH3-N)等物质,对径流水质有明显...     

顺酐化再生剂的再生效果及再生机理研究

根据专利《一种沥青再生剂及其制备方法和应用》(专利号：2018107948408)制备顺酐化再生剂，并通过沥青的针入度、延度、软化点、黏度和车辙因子试验，测试该再生剂的再生效果。结果表明，顺酐化再生剂技术指标满足RA-5等级，老化后的基质沥青、改性沥青中加入顺酐化再生剂后，其抗低温性能均有明显提高。改性沥青135℃旋转黏度及车辙因子测试结果表明，顺酐化再生剂的加入能增加沥青黏度，但对耐高温性能不利。从微观组成探究再生剂的作用机理，沥青的老化实质上是组分的转移，加入再生剂后，补充老化沥青中的轻质组分，使得沥青中的分散剂及分散相逐渐趋于稳定，进而增加沥青黏度，恢复老化沥青的抗低温性能，但轻质组分的增加对沥青的耐高温性能不利。     

基质沥青化学组分对橡胶沥青性能影响的灰关联分析

为了研究基质沥青的化学组分对橡胶沥青性能的影响,基于基质沥青四组分及橡胶沥青路用性能试验数据,利用灰关联方法分析了饱和分、芳香分、胶质、沥青质、胶质与沥青质含量之和、饱和分与芳香分含量之和等因素对橡胶沥青的针入度、延度、软化点、180℃黏度和48h离析软化点差的作用关系,得出影响橡胶沥青性能的关键因素。通过对比各因素与不同目数橡胶粉制备的橡胶沥青路用性能的灰关联分析结果,阐明了橡胶粉目数对各因素与橡胶沥青性能关联度的影响。研究结果表明:胶质对橡胶沥青软化点的影响程度最高,饱和分与芳香分含量之和对橡胶沥青针入度的影响程度较深,二者之间的关联度接近0.9;饱和分对橡胶沥青5℃延度的影响程度最高,而胶质与沥青质含量之和对橡胶沥青的180℃黏度和48h离析软化点差的影响程度最高。橡胶粉目数不会影响各因素与橡胶沥青的路用性能关联度的排序,但增大橡胶粉目数会降低各因素与橡胶沥青的路用性能之间的关联度。     

CTOR干法橡胶沥青混合料老化耐久性研究

为研究掺加CTOR改性剂的新型干法橡胶沥青混合料在多重自然环境下的耐久性,设计室内试验,研究热老化、紫外老化、酸雨以及海水浸泡侵蚀老化对干法橡胶沥青混合料性能的影响。试验结果表明,干法橡胶沥青混合料在热老化、紫外老化、海水老化环境下的路用性能稳定性优于SBS沥青混合料,在酸雨环境下耐老化优势不明显。整体看来,自然环境对沥青混合料的老化主要发生在路面建成通车后的前期。