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ZnO改性沥青分子动力学模拟研究

为揭示纳米ZnO改性剂对沥青物理性能改善的机理,采用分子动力学模拟技术对纳米ZnO改性沥青进行模 拟研究.借助沥青四组分代表性化合物,结合沥青的元素含量、四组分相对含量试验结果构建了沥青分子模型.根据纳米ZnO形貌特点,构建了不同粒径的纳米ZnO簇团模型及纳米ZnO/沥青共混体系模型.采用分子动力学方法计算了纳米ZnO与沥青分子间的相互作用,分析了纳米ZnO在沥青中的扩散性能,研究了纳米ZnO对沥青物理模量及沥青分子结构的影响,根据分子动力学模拟结果揭示了纳米ZnO改性沥青的改性机理.研究结果表明:模拟温度为150℃左右时,纳米ZnO/沥青共混体系的范德华相互作用和非键接相互作用达到最大值,体系结构最稳定;纳米ZnO颗粒增大了沥青体系的体积模量、剪切模量和弹性模量,改善了沥青的高温性能,从而提高了沥青的抗剪切能力;同时,纳米ZnO增大了沥青质与胶质体系分子间的芳环质心距离,减缓了强极性组分的堆积,加强了支链在分子间的延展性,增加了沥青结构的致密性,从而促使沥青具有更稳定的胶体结构、更好的物理性能.     

纳米ZnO改性沥青分子动力学模拟研究

为揭示纳米ZnO改性剂对沥青物理性能改善的机理,采用分子动力学模拟技术对纳米ZnO改性沥青进行模 拟研究.借助沥青四组分代表性化合物,结合沥青的元素含量、四组分相对含量试验结果构建了沥青分子模型.根据纳米ZnO形貌特点,构建了不同粒径的纳米ZnO簇团模型及纳米ZnO/沥青共混体系模型.采用分子动力学方法计算了纳米ZnO与沥青分子间的相互作用,分析了纳米ZnO在沥青中的扩散性能,研究了纳米ZnO对沥青物理模量及沥青分子结构的影响,根据分子动力学模拟结果揭示了纳米ZnO改性沥青的改性机理.研究结果表明:模拟温度为150℃左右时,纳米ZnO/沥青共混体系的范德华相互作用和非键接相互作用达到最大值,体系结构最稳定;纳米ZnO颗粒增大了沥青体系的体积模量、剪切模量和弹性模量,改善了沥青的高温性能,从而提高了沥青的抗剪切能力;同时,纳米ZnO增大了沥青质与胶质体系分子间的芳环质心距离,减缓了强极性组分的堆积,加强了支链在分子间的延展性,增加了沥青结构的致密性,从而促使沥青具有更稳定的胶体结构、更好的物理性能.     

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。     

纳米TiO2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。     

复合纳米TiO_2改性沥青混合料路用性能研究

将复合纳米TiO_2应用于改性沥青,研究纳米改性沥青路用性能,制备沥青混合料分别进行车辙试验、小梁弯曲试验和浸水马歇尔试验。试验结果表明复合纳米TiO_2颗粒添加到沥青混合料中,车辙动稳定度比基质沥青混合料的提高了68.41%;低温弯曲试验抗弯拉强度和劲度模量与基质沥青相比差别不大,而最大弯拉应变明显高于基质沥青混合料;在浸水前后其稳定度值均高于基质沥青混合料,而且其残留稳定度也比基质沥青混合料提高了1.08倍。本文研究结果证明了复合纳米TiO_2颗粒应用于沥青改性技术中可以全面改善沥青混合料的使用性能,有良好的应用前景。     

纳米材料改性沥青研究进展

介绍了纳米材料改性沥青的研究进展。主要介绍了纳米改性沥青的制备,纳米材料在沥青改性中的应用,包括添加纳米粒子,如纳米黏土、纳米管和纳米二氧化硅等对沥青及沥青混合料性能的影响。同时,介绍了纳米改性沥青的微观研究方法。     

纳米添加剂量对沥青混合料性能的影响

研究了不同剂量的纳米粉粒分别添加到基质沥青和沥青混合料中后对沥青混合料性能的影响．通过室内原样沥青常规试验和沥青混合料的马歇尔试验研究,分析了不同纳米剂量对沥青混合料马歇尔技术指标的影响曲线,得出纳米添加剂量为最佳沥青用量的5％左右时沥青混合料性能最优．     

纳米添加剂量对沥青混合料性能的影响

研究了不同剂量的纳米粉粒分别添加到基质沥青和沥青混合料中后对沥青混合料性能的影响．通过室内原样沥青常规试验和沥青混合料的马歇尔试验研究,分析了不同纳米剂量对沥青混合料马歇尔技术指标的影响曲线,得出纳米添加剂量为最佳沥青用量的5％左右时沥青混合料性能最优．     

纳米碳酸钙改性沥青及混合料性能研究

对纳米碳酸钙改性沥青及沥青混合料进行了一系列室内试验,包括沥青的技术性能试验、沥青混合料的马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验和残留稳定度试验等.结果表明:在沥青中掺入8%的纳米碳酸钙,可使沥青及沥青混合料的高温性能得到明显的改善,且掺加工艺简单方便、价格低廉,值得推广应用.     

沥青性能的DSC评价方法

应用DSC（differential scanning calorimetry）方法测定原样沥青聚集状态改变时的热量变化,以及沥青在不同老化程度下和掺加蜡含量不同时的热稳定性及变化程度,定性评价了不同沥青的温度稳定性和高温性能。结果表明,从DSC测试的热量变化可发现沥青经过改性后,温度稳定性提高了,吸热峰能量值减少了50％以上,感温性降低了;沥青分别经过旋转薄膜烘箱和PAV老化后,吸热峰能量值减少了40％以上,表明经过程度不同的老化试验,沥青的热稳定性更好;含蜡量越低,温度稳定性越好。DSC方法与沥青高温常规试验结果对比表明,沥青吸热峰的能量值和沥青的高温指标试验结果之间有较好的相关性和一致性,说明应用DSC评价方法可以从微观上验证与判断沥青的高温性能。     

新疆岩沥青改性沥青混合料疲劳性能的试验研究

为了揭示岩沥青改性沥青混合料的疲劳耐久性,利用MTS-810材料试验系统,分别对普通重交沥青混合料、SBS改性沥青混合料和岩沥青改性沥青混合料等3种混合料进行了不同应力比下的疲劳试验,建立了3种沥青混合料的S-N疲劳方程,并对3种沥青混合料的疲劳试验结果进行了比较.在相同的应力比试验条件下,岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命最大,普通重交沥青混合料的疲劳寿命最小.岩沥青改性沥青混合料S-N疲劳方程参数k最大,n最小.研究结果表明:两个疲劳方程参数k和n均证实了岩沥青改性沥青混合料具有较好的抵抗疲劳荷载的能力.在荷载水平增加相同幅度的情况下,岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命衰减量最小.在相同的级配、油石比和荷载条件下,其疲劳耐久性最好.     

路用纤维沥青性能的研究

采用纤维吸持沥青试验、纤维沥青粘附性试验、纤维沥青剪切强度等对几种掺常用路用纤维的纤维沥青进行了性能试验,研究纤维沥青的性能.试验结果分析发现纤维对沥青的吸附和稳定的能力很强,纤维与沥青的粘附性均较好;掺纤维后沥青的剪切强度大幅提高,特别是在温度较高时.提出纤维沥青剪切强度-温度敏感性系数,用以评价纤维沥青的感温性.纤维沥青的温度敏感性较纯沥青低,温度稳定性好.聚合物纤维对沥青吸持稳定和加筋的综合能力比木质素纤维大.     

RAP中有效沥青膜厚度测定

在分析旧沥青混合料(RAP)中旧沥青存在状态的基础上提出了RAP有效沥青膜厚度的概念;通过再生混合料构成分析进行有效沥青公式推导,计算RAP中有效沥青含量;采用比表面积系数法计算RAP中有效沥青膜的厚度;通过分散活化处理RAP沥青表面,进一步提高RAP有效沥青膜厚度。研究发现:RAP混合料表面总沥青膜厚度为4.889μm,再生混合料、E再生混合料、F-E再生混合料中RAP有效沥青膜厚度分别为2.912,2.785,4.604μm,说明外加剂F-E对RAP混合料颗粒表面具有活化作用,提高了RAP表层有效沥青膜厚度。     

基于生命周期成本分析法的沥青混凝土经济性评价

沥青路面经济性分析,不仅要注重初期建设成本,而且还要考虑长期使用效益。应用生命周期成本分析法对普通沥青混凝土、改性沥青混凝土、再生沥青混凝土、废旧轮胎橡胶沥青混凝土等沥青混合料进行成本分析,探讨四种沥青混凝土用于面层的成本差异,可为业主单位选择沥青混凝土的类型提供参考。     

多聚磷酸改性沥青流变性能

为研究多聚磷酸(PPA)对沥青性能的影响规律与作用机理, 采用四组分分析试验和沥青三大指标试验研究了PPA对不同基质沥青化学组分的影响, 基于动态剪切流变仪(DSR)开展了沥青温度扫描试验与频率扫描试验, 分析了不同配比的PPA改性沥青、PPA/SBS改性沥青与PPA/橡胶粉改性沥青在不同温度、不同动态频率加载条件下的流变性能变化趋势。分析结果表明: 随着PPA含量(质量分数, 后同)的增加, 沥青质含量逐渐提高, 油分(饱和分与芳香分)含量减小, 沥青逐渐由溶胶结构转变成溶-凝胶结构, 沥青高温性能逐渐增强; PPA改性沥青的高温性能与基质沥青的沥青质含量相关, 沥青质含量大的基质沥青经PPA改性后其沥青质含量提升最大, 针入度降低最多, 具备更好的高温性能; 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青掺入PPA后, 其抗车辙因子分别提高了1.0~8.2、0.8~13.9与2.9~19.7 kPa, 表明PPA可有效改善基质沥青、SBS改性沥青和橡胶粉改性沥青的高温、感温及流变性能, 增强沥青的弹性特征, 提高其抵抗剪切变形能力; 与单一改性沥青相比, PPA复合改性沥青的流变性能改善效果更为明显, PPA与聚合物改性沥青之间存在良好的相容性; 随着PPA含量的增加, 沥青10℃延度逐渐降低, 当PPA含量为1.5%时, 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青10℃延度分别下降77%、64%与39%, 表明PPA对沥青的低温性能存在一定负面作用, 建议PPA含量不宜超过1.0%;PPA/SBS改性沥青最佳复配比为1.0%PPA复配3%SBS, PPA/橡胶粉改性沥青最佳复配比为0.75%PPA复配15%橡胶粉。      

改性沥青材料在公路工程中的应用

沥青已在公路施工中得到广泛使用,但单纯依靠沥青自身性质很难满足道路工程对沥青的多方面要求。因此,为满足工程要求,需要对沥青性能加以改善。改性沥青的应用可以改善沥青路面的抗变形能力,也可以增强沥青路面的抗车辙性能及弹性性能,增强沥青的抗低温和抗疲劳开裂能力,改善沥青与集料的粘附性,延长沥青路面的使用寿命。分析探讨了改性沥青的性能和生产工艺,为公路工程沥青路面的质量控制提供应用基础。     

聚氨酯改性沥青改性机理和性能

为了解决聚合物改性沥青储存稳定性差、易离析、易老化等问题, 利用聚氨酯(PU) 对沥青进行化学改性; 制备了PU改性沥青, 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA) 和差示扫描量热法(DSC) 试验研究了PU改性沥青的改性机理, 采用Brookfield旋转黏度试验、动态剪切流变(DSR) 试验、低温弯曲梁流变(BBR) 试验、旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT) 和紫外老化试验等评价了PU改性沥青、SBS改性沥青和70#基质沥青的性能。研究结果表明: 圆盘锯齿式搅拌器可以很好地暴露沥青中的活性基团, 使PU达到较好的改性效果; PU改性沥青中主要存在2种反应, 一是异氰酸酯与多元醇之间反应生成氨基甲酸酯, 二是异氰酸酯与沥青质中的芳香族化合物之间发生加成反应; PU改性沥青的高温布氏黏度高于同温度下的SBS改性沥青, 且64℃时的抗车辙因子是SBS改性沥青的6倍左右, 说明其高温性能非常优异; PU改性沥青RTFOT前后针入度比达到了85%, 软化点变化幅度为0.5℃, 说明其抗热氧老化性能非常优异; 在紫外老化试验中, PU改性沥青软化点和针入度变化范围分别为1℃~4℃和0.1~0.3 mm, 说明其抗紫外老化性能非常优异。      

SEAM沥青混合料性能及其改性机理研究

测试了SEAM沥青混合料的马歇尔性能指标、高、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能。试验结果表明,在掺量大于10%的条件下,SEAM沥青混合料具有较好的抗车辙性能和抗疲劳性能,提高沥青混合料的动稳定度达171%,提高疲劳寿命187%,低温性能与基质沥青混合料相近。应用红外光谱分析研究硫磺改性沥青的机理。红外光谱分析结果表明:当SEAM掺量达到20%和30%时,沥青与硫磺发生充分作用,在沥青中形成氢键和S-H化学键,亚硫酸酯、硫酸酯和砜一类的物质。硫磺改性沥青的机理是硫磺改变了沥青分子间的连接和成分。     

刻日胶粉与抗车辙剂双重改性沥青混合料性能研究

采用废旧胶粉和抗车辙剂对90号A级道路石油沥青进行双重改性,对比双重改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能,结果表明双重改性沥青混合料的高温性能优于SBS改性沥青混合料,低温性能略低于SBS改性沥青混合料、水稳定性能略高于SBS改性沥青混合料。总体而言,双重改性沥青混合料的路用性能可满足规范的最高要求,且其高温抗车辙性能显著。