热氧老化对沥青与集料界面黏附性的影响

为了探索热氧老化对沥青与集料界面黏附性的影响程度，分别对常用的基质沥青、SBS改性沥青、橡胶粉改性沥青进行短期老化和压力老化试验，通过红外光谱分析不同沥青老化过程中化学结构的变化，以光电比色法和拉拔试验探究不同老化状态下沥青与不同岩性集料界面黏附性的演变趋势。试验结果表明：老化导致了沥青中不饱和化学键断裂和极性含氧官能团生成，提升了沥青中极性组分与水分子的缔合能力；热氧老化导致沥青与集料之间的黏附性下降，对改性沥青影响更为明显；经长期老化后，沥青与集料之间的黏附性大幅降低，对石灰岩集料与沥青的黏附性影响较敏感。     

长期高温多雨环境下沥青与集料黏附性衰减规律研究

选用2种沥青及3种集料，对单个集料进行不同时长的改进水煮法试验，对松散沥青混合料进行不同时长的改进ASTM D3625水煮法试验。通过扫描电镜试验、能谱分析试验分析集料表面构造和化学成分；通过高温接触角试验，获取拌和温度下集料与沥青的接触特性。结合质量法和图像法，分析沥青-集料的剥落率，探究在长时间高温水煮条件下的沥青-集料黏附性的衰减规律。结果表明：石灰岩与沥青的黏附性最好，砂岩最差；采用SBS改性沥青可有效增加与集料的黏附性，降低沥青-集料黏附性的衰减；水煮时间增长，使用Si元素含量越高、接触角越大的集料，沥青-集料黏附性越差；仅通过水煮样品3分钟来评价样品的黏附性不准确，延长水煮时间并结合质量分析方法可更真实地表征黏附性变化；对长期高温多雨地区，推荐使用石灰岩和SBS改性沥青来提高沥青混合料的抗水损害能力。     

沥青四组分与橡胶沥青性能指标的相关性分析

为研究胶粉与基质沥青的配伍性,探讨基质沥青四组分与橡胶沥青性能指标之间的关联性,选用8种不同的基质沥青制作橡胶沥青,分别测试了基质沥青四组分及对应的橡胶沥青各项技术指标。运用多变量回归分析法和灰色关联度分析法分别对橡胶沥青四组分与各指标之间的关联关系进行分析。研究得出:基质沥青各组分对橡胶沥青性能指标影响显著,基质沥青中沥青质是影响橡胶沥青性能的重要因素,其次为饱和分及胶质,芳香分影响相对较小。     

水性环氧树脂改性乳化沥青制备及其黏附性研究

为了研究水性环氧树脂对乳化沥青的适用条件及其改性特征,对不同水性环氧树脂掺量的改性乳化沥青进行了稳定性和黏度测试,并对其进行路用性能测试,综合考虑不同性能指标以及水性环氧树脂改性乳化沥青黏度增长特征等因素,确定了水性环氧树脂用量及改性乳化沥青产品的储存适用期。同时,利用图像分析软件对水性环氧树脂改性乳化沥青的黏附性进行了量化研究,试验及分析结果表明,水性环氧树脂对提高乳化沥青的黏附性具有良好效果,水性环氧树脂的组分配比对黏附性具有一定影响。     

橡胶沥青4组分试验分析及其改性机理

为深入分析橡胶粉加入对基质沥青化学组分及宏观指标的影响,进行了橡胶粉改性沥青四组分试验,并对基质沥青宏观指标与橡胶改性沥青宏观指标进行了研究,分析了橡胶粉对沥青的改性机理与加工工艺。结果表明,橡胶粉能有效提高基质沥青的各方面性能,对于沥青混合料路用性能的提高具有积极意义。     

基于GTM的岩沥青混合料性能研究

岩沥青以其生产便利性及与沥青间的良好配伍性,得到了研究学者的关注。分别对不同岩沥青掺量的基质沥青和SBS改性沥青开展试验研究;基于"干法"工艺,采用GTM法成型不同岩沥青掺量的基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料并开展高温稳定性和水稳定性试验研究。结果表明,随着岩沥青掺量的增加,沥青的粘度和耐热性能逐渐增强,黏附性效果得到改善;沥青混合料的高温稳定性能明显提高,水稳定性有所改善。综合考虑成本问题,推荐岩沥青在基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料中的掺量分别为3.0%和1.0%。     

不同岩性集料与沥青界面黏附机理研究

沥青-集料界面黏附性是保证沥青混合料力学性能的前提,而不同岩性集料与沥青的界面黏附性差异较大,在一定程度上限制了集料的选择范围。选用较为常见的6种不同岩性集料(石灰岩、安山岩、玄武岩、辉绿岩、片麻岩及花岗岩),采用水煮法分别评价了各集料与石油沥青的界面黏附性;利用XRD衍射试验定量表征各集料的化学成分,进一步分析了集料中化学成分与沥青-集料界面黏附性的关系;最后基于分子动力学模拟技术,计算了集料中不同氧化物与沥青界面的黏附功。本研究有助于深入认识不同岩性集料与沥青界面黏附性差异的本质原因,为路面工程中集料的优选提供参考。     

植物油再生剂老化时间对再生沥青与集料黏附性的影响研究

废弃植物油再生沥青成本低、绿色环保、性能较好，具有广阔发展前景。为探究植物油再生剂最佳老化时间及对再生沥青与集料黏附性的影响，将大豆油分别老化2、4、6、8、10、12、14、16、18、20 h,制备了11种不同老化程度的植物油再生剂，对短期老化后的50号基质沥青进行再生，并进行了布洛克菲尔黏度、红外光谱、改进型的水煮法以及接触角测试等试验。结果表明：(1)随植物油再生剂老化时间增加，再生沥青黏度增加；(2)植物油老化后羰基、亚砜基含量增加使再生沥青亲水基团含量增加，疏水性降低；(3)沥青再生后，再生剂含有的轻质组分使沥青与集料黏附性增加，随再生剂老化时间增加，剥落面积百分率降低，抗水损害能力增加；(4)Z11再生沥青部分指标接近或超出基质沥青，再生效果最佳，再生剂最佳老化时间为20 h。     

基于表面能理论的花岗片麻岩沥青混合料水稳定性能研究

花岗片麻岩作为一种酸性集料与沥青的黏附性较差,通过在70号基质沥青中掺加抗剥落剂提高花岗片麻岩与沥青的黏附性,达到改善沥青混合料路用性能的目的。为了从微观角度确定花岗片麻岩沥青混合料抗剥落剂最佳掺量,分别利用静滴法和插板法测量集料和沥青的表面能参数,通过计算表征集料与沥青黏附性好坏的指标ER,确定抗剥落剂最佳掺量为0.4%;通过沥青混合料水稳定性的试验验证花岗片麻岩沥青混合料水稳定性与抗剥落剂掺量之间的关系,与表面能试验结果一致,在抗剥落剂掺量为0.4%时,水稳定性最好。因此,从微观角度确定了抗剥落剂(非胺类AMRⅡ型)的最佳掺量为0.4%。     

渗透性沥青再生剂及再生沥青性能研究

再生剂的渗透能力对废旧沥青混合料(RAP)表层老化沥青的再生程度至关重要。为了提高再生剂的渗透性能,改善老化沥青的再生效果。基于组分调节理论和相容性理论,确定了渗透性沥青再生剂的基本组分,通过设计正交试验分析了渗透性沥青再生剂的基本组分搭配比例和混合温度对老化沥青针入度值和延度的影响,检测了渗透性沥青再生剂的基本性能指标及再生沥青的耐久性,研究了再生剂在老化沥青中的扩散进程、再生沥青胶浆的高温稳定性及再生沥青的低温抗裂性。试验结果表明:渗透性沥青再生剂的基本性能、再生沥青的耐老化性能均能符合现有规范要求;渗透性沥青再生剂作用下的沥青25℃针入度差值更大,其渗透能力优于普通沥青再生剂;通过掺入渗透性沥青再生剂对老化沥青进行再生,制备得到的再生沥青的高温稳定性及低温抗裂性与基质沥青相当。     

岩改沥青性能分析及改性机理研究

岩沥青是一种天然沥青,可以作为改性剂,制备岩改性沥青。岩改沥青已经在道路工程中得到广泛应用,而且人们正尝试着扩大岩沥青的应用范围。但是岩沥青的产地不同,其组成成分亦不同,对沥青的性能影响也不同。该文通过对青川岩沥青进行组分分析,对岩沥青中的杂质进行X射线衍射矿物成分分析和应用电感耦合等离子体发射光谱仪进行元素成分分析,探究了岩改沥青的改性机理。试验结果表明:通过四组分分析,得出岩沥青中沥青质、杂质含量高,杂质矿物成分主要为碳酸钙;与基质沥青相比较,岩改沥青的高温性能好,能提高与酸性集料的黏附性。     

岩沥青掺量对沥青组分及胶体稳定指数的影响

分别采用4%、8%和12%含量的岩沥青对SK90号基质沥青进行改性,对不同岩沥青掺量分别为的岩沥青改性沥青进行四组分分析,研究岩沥青及其掺量对沥青组分及胶体稳定指数的影响。试验结果表明,添加岩沥青后,基质沥青中的饱和分和芳香分含量逐渐降低,胶质和沥青质含量逐渐升高。岩沥青能够提高基质沥青胶体结构稳定性,随着岩沥青掺量的增大,岩沥青改性沥青胶体稳定性不断提高,沥青趋于融胶型。     

橡胶颗粒沥青混合料耐久性改善效果试验研究

为了改善橡胶颗粒沥青混合料的耐久性,在橡胶颗粒沥青混合料中加入不同掺量的高黏改性剂TPS。进行水煮法、水浸法、浸水马歇尔、冻融劈裂和浸水飞散试验。通过和基质沥青、SBS改性沥青作对比分析,发现TPS改性剂加入后,沥青与矿料及橡胶颗粒的剥落率较基质沥青有了大幅度的减小,说明黏附性有了较大提高。浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂强度的提高,飞散损失率的下降说明水稳定性能也得到了提高。最终表明橡胶颗粒沥青混合料的耐久性得到了显著的改善,并且提出橡胶颗粒沥青混合料TPS最佳掺入量为12%,沥青混合料拌合温度为185℃。     

滨海高湿环境沥青混合料材料选择

针对滨海高等级公路所处的含盐高湿环境,改进了沥青与集料的黏附性试验方法。通过不同沥青与集料的黏附性试验,并结合其他影响因数,提出含盐高湿环境下沥青混合料材料优化选择方案,进行了水稳性能验证。最后对不同级配的沥青混合料在含盐高湿环境下的耐久性试验,推荐级配类型。结果表明:推荐含盐高湿地区沥青混合料中的粗集料采用玄武岩,细集料选用石灰岩,沥青选用135℃黏度较高的SBS改性沥青;沥青路面表面层采用SMA-13级配混合料。     

基于均匀设计的抗剥落剂组合对机制砂与沥青黏附性的影响研究

为研究提高机制砂与沥青黏附性的措施,通过湿轮磨耗试验,以沥青膜剥落率为指标,分别研究不同掺量的消石灰、水泥、液体抗剥落剂对机制砂与沥青黏附性的影响,通过均匀设计得出液体抗剥落剂的使用对机制砂与沥青黏附性效果影响最显著,其次是消石灰和水泥;消石灰与液体抗剥落剂的混合使用更有利于提高机制砂与沥青的黏附性,消石灰与液体抗剥落剂的最佳掺量分别为5%和0.5%。     

湖沥青中地沥青的改性机理研究

采用4组分分析法对国内常用基质沥青品种和湖沥青中地沥青的组分比例进行分析。研究结果表明,标号对基质沥青4组分含量影响较小,原油种类对基质沥青4组分含量影响较大;湖沥青中地沥青饱和酚含量明显低于基质沥青,沥青质含量明显高于基质沥青,造成湖沥青粘度增大。由胶体结构理论可知,湖沥青中地沥青C/H较大,沥青质沉淀析出,结构稳定,加入到基质沥青中不易被溶解,可提高湖沥青改性沥青在高温下的稳定性和抗变形能力。     

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。     

高模量沥青混合料的试验研究

从高模量沥青混合料的材料组成及配合比设计出发,通过与基质沥青混合料和几种改性沥青混合料路用性能的对比,利用试验方法分析了高模量沥青混合料材料的高温稳定性、低温抗裂性以及不同温度和加载频率下的动态模量。试验表明,采用高模量沥青混合料在保证沥青混合料路面低温性能不降低的前提下可以有效提高沥青混凝土路面的高温稳定性;同时,根据对动态模量试验数据的分析,得出提高沥青混合料弹性模量可以有效减缓高速公路沥青混凝土路面车辙产生的结论。     

泡沫沥青常规技术指标分析及流变特性研究

为研究沥青发泡后自身性质的改变,选取90#基质沥青及SBS改性沥青,对比分析发泡前后常规技术指标的变化,并结合动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)探究泡沫沥青的流变特性。试验结果表明:泡沫沥青老化后性能与发泡前相比衰减严重;90#泡沫沥青、SBS泡沫沥青黏附性较发泡前均下降一个等级;泡沫沥青高温稳定性下降,SBS泡沫沥青下降尤为显著;90#泡沫沥青抗疲劳能力、低温抗裂能力降低,SBS泡沫沥青中温抗疲劳能力、低温抗裂能力提高。     

天然岩沥青掺量对改性沥青及沥青混合料性能影响研究

岩沥青与石油沥青相溶性好,可以替代部分石油沥青。本文通过对不同掺配比例的岩沥青改性沥青及改性沥青混合料进行路用性能试验。试验结果表明,岩沥青的掺加改善了沥青及沥青混合料的高温性能和热稳定性能。综合考虑,建议天然岩沥青改性剂掺量为基质沥青质量的10%。