抗车辙MPE改性沥青混合料性能研究

采用MPE和SBS两种改性剂,对比研究了基质沥青、MPE改性沥青与花岗岩碎石的黏附性;加抗剥落剂的基质沥青、加抗剥落剂的SBS改性沥青和MPE改性沥青与酸性花岗岩碎石混合料的路用性能.研究结果表明:(1)MPE改性沥青和花岗岩碎石的黏附等级为5级;(2)掺加MPE的沥青混合料,在60℃条件下的动稳定度超过6 000次/mm,在70℃条件下的动稳定度超过5 000次/mm,在80℃条件下的动稳定度超过2 000次/mm;(3)马歇尔稳定度比基质沥青混合料提高35％,比掺加5％ SBS的改性沥青混合料提高23％;(4)浸水残留稳定度达到98％,比基质沥青混合料提高11％,比SBS改性沥青混合料提高5％;(5)冻融劈裂残留强度比达到97％,较基质沥青混合料提高8％.     

纳米TiO2改性沥青抗紫外线老化能力研究

紫外线对沥青造成严重的老化,而纳米TiO2具有良好的紫外线屏蔽作用.文中通过在沥青中添加纳米TiO2制得改性沥青并进行紫外线老化试验,对其紫外线老化前后的针入度、延度和软化点试验结果进行分析,结果表明纳米TiO2改性沥青具有抗紫外线老化能力.     

老化对 PE改性沥青混合料高温性能的影响

以 AH-70沥青为基质沥青,选用 PE 为改性剂制备改性沥青混合料,考察了老化对 PE 改性沥青混合料高温性能的影响,并采用了车辙试验、静态蠕变试验和动态蠕变试验,分析了老化对 PE 改性沥青混合料动稳定度、劲度模量、永久变形量及流变次数的影响。试验结果表明,PE 改性沥青混合料在老化后,其高温稳定性得到了提高,车辙试验反映沥青混合料的变形主要集中在短期老化阶段。老化后的沥青混合料劲度模量增大,其永久变形量降低、流变次数增大。     

基于大温度区间SBS改性沥青混合料路用性能研究

为研究大温度区间条件下SBS改性沥青混合料的高低温性能,采用埃索70#基质沥青、SBS改性沥青、大温度区间SBS改性沥青进行ATB-25、AC-16、sup-13等3种类型混合料配合比设计,室内成型试件并进行车辙动稳定度、马歇尔稳定度、真空饱水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂等试验,对比研究大温度区间条件下SBS改性沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性能。研究表明:同类型沥青混合料配合比条件下,相比埃索70#基质沥青与SBS改性沥青,大温度区间SBS改性沥青混合料试件的马歇尔稳定度、车辙稳定度、真空饱水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂强度及非冻融劈裂强度均有较大提高。     

高寒地区沥青抗紫外线老化性能研究

对基质沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青和橡胶沥青进行了室内热老化和紫外线老化后的性能试验,试验模拟了几种沥青在高寒地区受热老化和紫外线老化后的性能变化情况。试验结果表明:在几种试验对象中,橡胶沥青具有较好的耐热老化和紫外线老化的能力,可以适应高寒地区恶劣的环境。     

布敦岩沥青混合料路用性能研究

对布敦岩沥青、A-70沥青、SBS改性沥青混合料进行对比试验,研究布敦岩沥青混合料的路用性能。车辙试验、旋转加载轮辙仪试验结果表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料的高温性能,与A-70沥青混合料相比,其动稳定度提高64%;浸水马歇尔和冻融劈裂试验结果表明,岩沥青的冻融劈裂抗拉强度比、残留马歇尔稳定度和水稳定性明显高于A-70沥青混合料,与SBS改性沥青混合料大致相当;采用Semi-Circular Bending(SCB)方法的疲劳试验结果显示,岩沥青可以大大提高混合料的疲劳寿命,其疲劳性能甚至好于SBS改性沥青混合料。     

养生条件对温拌沥青混合料稳定度的影响

为了研究养生温度和养生龄期对温拌沥青混合料稳定度的影响,试验选用了70号基质沥青、SBS改性沥青和ACMP1温拌沥青,制备了AC-13C型沥青混合料,对试件在不同温度和不同龄期的组合条件下进行了养生,测试了马歇尔稳定度和车辙动稳定度。结果表明,养生条件不对基质沥青混合料的稳定度产生影响,但对广义概念上的改性沥青混合料(温拌沥青、SBS改性沥青)产生影响;改性沥青混合料的马歇尔稳定度和车辙动稳定度随养生龄期的延长或养生温度的升高而提高,并逐渐趋于稳定值,且养生龄期的影响作用比养生温度要更重要一些。     

纳米TiO_2对沥青抗紫外线老化性能影响研究

为了探明纳米TiO_2对沥青抗紫外线老化性能的影响规律,研究选用了90#基质沥青以及SBSI-C改性沥青作为研究对象,测试了不同纳米TiO_2掺量及不同紫外线老化时长下沥青的针入度与延度的变化规律,提出了纳米TiO_2合理掺量,并进行了沥青全断面断裂能量试验。研究结果表明:纳米TiO_2的合理掺量为0.8%,掺加0.8%纳米TiO_2的90#基质沥青和SBSI-C改性沥青在相同的紫外线老化条件下均比原样沥青拥有更大的全断面断裂能量,表明纳米TiO_2能够有效的提高沥青抗紫外线老化性能。     

纳米TiO2对沥青抗紫外线老化能力的影响

紫外线对沥青性质有明显影响,而纳米TiO2具有独特的紫外线屏蔽能力,可以尝试用于提高沥青抗紫外线的能力.将纳米TiO2掺入沥青.通过紫外线老化前后的针入度、延度和软化点试验,分析了纳米TiO2及其掺量对沥青抗紫外线老化能力的影响.试验得出,在沥青中掺入纳米TiO2后,紫外线老化后的针入度有所减小,延度明显减小,软化点提高,针入度指数的增大幅度降低,但针入度和延度损失率均降低;存在纳米TiO2最佳掺量(O.3%).结果表明,纳米TiO2可以提高沥青的抗紫外线老化能力,但应考虑与其他材料复合掺配.     

沥青混合料浸水马歇尔试验方法改进研究

针对沥青混合料浸水残留稳定度超100%的现象,开展了改性沥青和基质沥青在水浴(60℃、48h)和空气浴(60℃、48h)中的老化试验研究,并提出了改进的浸水马歇尔试验方法。结果表明:沥青在水浴和空气浴条件下老化程度排序为:短期老化>空气浴老化>水浴老化>原样;现有的浸水马歇尔试验无法排除沥青老化对稳定度的影响,造成残留稳定度经常超过100%,试验结果失真,无法客观评价混合料水稳定性;改进的浸水马歇尔试验采用稳定度损失率来评价水损害程度,指标含义明确,对不同类型的混合料均适用。     

硬质沥青混合料抗老化性能研究

为进一步了解硬质沥青混合料的抗老化性能,采用美国SHRP的沥青混合料老化试验方法,对采用硬质沥青AH-30、SBS改性、一般重交沥青AH-70为粘结料的沥青混合料分别进行了试验室模拟老化。分析采用不同粘结料的沥青混合料老化前后高稳定性、水稳定性、劈裂强度的变化情况。试验结果表明,AH-30硬质沥青混合料老化后的高温稳定性、劈裂强度、水稳定性都最好,且性能稳定。     

紫外光老化沥青混合料高温稳定性影响因素研究

通过对不同条件的紫外光老化沥青混合料进行车辙试验研究影响紫外光老化沥青混合料高温稳定性的主要因素。对沥青混合料进行不同时间长度的紫外光老化研究紫外光照时长对动稳定度的影响;对不同级配的沥青混合料进行定量的紫外光照研究级配对动稳定度的影响;分析不同油石比的紫外光老化沥青混合料的动稳定度研究油石比的合理范围。研究结果为强紫外光辐射地区的沥青混合料的设计提供依据。     

沥青强紫外线光老化性能分析

利用自制的人工强紫外线光源环境箱对各种沥青进行了强紫外线光老化试验，研究了强紫外线辐射对沥青性能的影响，发现强紫外线光可以造成沥青非常严重的老化。根据光老化前后沥青性能的测试结果，对比分析了炭黑、丁苯橡胶、防老化剂AW和BLE等不同添加剂及其不同掺量对提高沥青抗紫外线光老化性能的作用。试验结果表明，丁苯橡胶能够非常有效地增强沥青抗强紫外线光老化的能力，为中国西北部强紫外线地区有效防治沥青路面光老化提供了参考依据。     

SBR改性沥青混合料低温稳定性研究

针对西藏地区气候寒冷、紫外线强烈等独特的自然环境条件,设计了 SBR -AC -16I、SBR -AC -20I、AH-AC -16I、AH-AC -20I四种类型的沥青混合料,在充分考虑老化、温度对沥青混合料低温性能影响的情况下开展低温劈裂试验,重点分析 SBR改性沥青混合料和 AH 沥青混合料之间的性能差异。选取沥青的针入度、延度、沥青含量3个影响因素进行基于灰色关联度的相关性分析,研究不同影响因素对沥青混合料低温稳定性的影响规律。     

紫外老化对沥青混合料低温性能及力学性能的影响研究

为研究紫外老化对沥青混合料低温及力学性能的影响,首先通过人工模拟沥青混合料紫外老化试验、弯曲试验评价老化后混合料低温抗拉伸性;然后用单轴压缩试验得到不同紫外辐照时间下沥青混合料弹性模量和泊松比。结果表明:沥青混合料的抗拉伸性能随老化时间逐渐降低,在紫外老化110小时后抗拉伸性能无明显变化;沥青混合料的弯曲劲度模量不适合用来评价混合料的弯曲性能;沥青混合料的弹性模量呈现逐渐变大的规律,而泊松比并没有出现明显的规律性变化。     

光热耦合作用对SBS改性沥青及其混合料的性能影响研究

对3种沥青（基质沥青、橡胶粉改性沥青以及SBS改性沥青）及其混合料在不同光热耦合条件下的性能进行试验研究,评价SBS改性沥青混合料的抗光热老化性能。结果表明:SBS改性沥青的抗光热耦合老化的性能优于橡胶沥青以及基质沥青;3种沥青混合料的性能随着耦合老化时间的增长而降低,尤其是在5天老化后,沥青混合料的性能出现急剧下降;综合沥青混合料路用性能试验结果发现,SBS改性沥青混合料的抗老化性能明显优于橡胶沥青以及基质沥青。     

海南地区改性沥青耐热老化和抗紫外线老化性能研究

针对海南地区强紫外线辐射的特点,采用热老化和紫外线老化方法,对成品湿法橡胶沥青、现场湿法橡胶沥青和SBS改性沥青的耐老化性能进行评估;通过室内试验模拟现场实际情况下的加速老化,研究不同老化条件下三种改性沥青的针入度、延度、软化点和延度指标的老化衰减规律。结果表明:经热老化后的沥青黏度和针入度指标随老化时间呈线性衰减,而紫外线老化后的针入度和延度指标衰减呈明显的阶段性;先急剧降低,后缓慢变差;进一步表明,成品湿法橡胶沥青在耐热老化和紫外线老化方面具有优异的综合性能,能够较好地适应海南地区的强紫外线辐射和高温的条件。     

废旧电池粉末改性沥青的微观特性及其性能

为研究废旧电池粉末改性沥青的可行性，分别将不同掺量的废旧电池粉末加入70^#沥青中，以制备废旧电池粉末改性沥青，并对比基质沥青与SBS改性沥青进行性能评价。借助X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等研究废旧电池粉末改性沥青的化学组成与微观结构，分析废旧电池粉末改性机理；采用三大指标、布氏黏度试验对废旧电池粉末改性沥青的常规性能指标进行测试；通过动态剪切流变仪（DSR）、多重应力蠕变（MSCR）试验评价废旧电池粉末改性沥青的流变特性；利用车辙试验（70℃）与短期老化前后的浸水马歇尔试验分析废旧电池粉末改性沥青混合料的高温稳定性及老化前后的水稳定性。研究结果表明：废旧电池粉末以C为主要成分，并含有极少量金属氧化物，其颗粒表面有较多的褶皱与凹槽；废旧电池粉末改性沥青表面存在"蜂巢"结构，且随着掺量增加，其粗糙度呈上升趋势，沥青针入度逐渐降低，软化点提升，延度略微降低，黏度逐渐增加；相同温度下，随着掺量增加，废旧电池粉末改性沥青的动态剪切模量G^*明显提高且始终高于70^#沥青，但略低于SBS改性沥青；废旧电池粉末改性沥青混合料动稳定度与残留稳定度逐渐增大；废旧电池粉末改性沥青的方式属于物理共混，该成分可使沥青的高温性能得到改善，改善程度未及SBS改性沥青，但相差幅度不大；废旧电池粉末改性沥青表面粗糙程度较大，意味着其拥有较大的比表面积，能增强沥青与集料间的黏附能力，从而提高了沥青混合料的高温稳定性与水稳定性。     

有机蒙脱土改性沥青抗老化性及其分子模拟试验

为延长沥青路面的使用寿命，延缓沥青因光氧造成的老化，探究了不同类型有机蒙脱土(OMMT)对改性沥青抗老化性能的影响。采用扫描电镜和X射线衍射仪对OMMT的微观结构进行表征；并采用傅立叶变换红外光谱仪、全自动比表面和孔径分布分析仪及同步热分析仪对OMMT的官能团、微孔结构及热稳定性进行了评价。将OMMT应用于基质沥青，对其流变性能进行研究；同时采用3种不同的老化方式探究不同类型的OMMT对改性沥青的影响。最后采用分子动力学法从微观层面上对OMMT改性沥青的物理老化现象进行模拟，分析沥青分子在运动过程中分子间的相互作用关系。研究结果表明：有机基团通过离子交换进入蒙脱土层间，提高了层间的吸附能力；沥青混合料拌合温度下OMMT拥有较好的热稳定性，初始分解温度大于200 ℃；其中双十八烷基二甲基氯化铵(DDAC)OMMT和十八烷基二甲基苄基氯化铵(ODBA)OMMT制备出的改性沥青均表现出较好的高温抗变形能力。OMMT层间结构越大和苄基的存在均可以提高对沥青分子的约束能力，阻碍沥青分子间的相对运动；同时较大层间的OMMT更易产生剥离结构，可有效阻隔紫外线及氧气分子进入沥青，减缓沥青老化。ODBA-OMMT改性沥青的抗老化性能最佳，DDAC-OMMT改性沥青次之，Na-OMMT改性沥青最差。分子动力学模拟物理老化后的OMMT改性沥青分子状态相对活跃，DDAC-OMMT改性沥青相对自由体积增长最大，ODBA-OMMT改性沥青分子的迁移率最高。研究结果为合理选择OMMT改性剂，增强改性沥青的抗老化性能提供了参考和理论支撑。