沥青自愈合阶段组分扩散的分子动力学研究

为了研究沥青在自愈合时各组分的扩散行为,采用分子模拟的方法,利用沥青四组分分析法建立沥青分子模型,并用沥青分子建立裂缝模型。模拟了不同温度、压强和老化条件下沥青四组分在愈合时的扩散过程,得到愈合模型的密度和均方位移曲线,并模拟计算了各组分的扩散系数。结果表明:沥青裂缝模型愈合分为3个过程,分别是密度恢复阶段、结构恢复阶段和愈合后分子自扩散阶段;沥青在愈合过程中的扩散系数从大到小排列分别为:饱和分、芳香分、沥青质、胶质;在沥青愈合时,升温升压能够促进沥青分子运动;相同条件下,老化沥青愈合时的扩散系数明显小于未老化沥青的扩散系数;在沥青四组分当中,胶质在愈合时的扩散系数受环境变化影响最小。     

沥青混合料分子模拟技术综述

分析了沥青混合料分子模拟技术的基本原理、主要实现手段和模拟流程, 研究了沥青分子模型构建的2类主要方法, 总结了不同时期的沥青质结构模型与不同应用场合中的集料模型, 探讨了沥青扩散现象、外加剂对沥青性能的影响机理、沥青与再生剂的融合、沥青-集料的界面作用模拟影响因素以及水、沥青老化等因素对沥青-集料黏附性的影响等问题, 展望了沥青路面材料分子模拟技术的未来研究方向。研究结果表明: 分子模拟技术可以从微观角度探究道路工程材料的性能变化与内在机理, 为材料的精确设计和定量分析奠定基础; 分子组装法是目前沥青分子模型构建的重要思路, 能够有效表征沥青材料的物化和力学特性; 集料模型的构建思路主要是根据集料的化学成分来选择构建相关晶胞, 进而代表集料的宏观特性; 分子模拟技术动态展现了沥青的扩散过程, 体现了内部各组分的扩散速率; 利用分子模拟技术可以分析沥青自愈行为的过程, 并提出不同指标来表征了各个阶段的愈合速率; 借助分子模拟技术, 可以从微观角度解释和分析沥青内部组分和外加剂对沥青性能影响; 在沥青-再生剂融合研究中, 分子模拟技术可表征再生剂扩散深度、掺入时机与再生机理等问题; 在沥青-集料界面作用研究中, 分子模拟技术可表征材料的化学组成、加载模式、模型参数与界面接触等因素的影响; 水、温度与沥青的老化等因素将会对沥青-集料界面作用产生重要影响, 通过构建含水模型可将微观模拟与宏观试验联系起来。      

再生沥青老化动力学研究

利用动力学模型,分析研究再生沥青的抗老化性能。结合沈阳至铁岭路面维修工程,选取代表性的旧料抽提出旧沥青,分析了技术指标,经适合的再生剂再生后,以老化过程中正戊烷沥青质含量的变化为参数建立了再生沥青的老化动力学模型。得出的计算值与试验值基本吻合,说明采用沥青质含量的变化可以较好地表征其动力学过程,求得正确的动力学参数。沈铁再生沥青老化属于一级动力学反应。与辽河AH-90#沥青横向对比,证明了再生沥青抗老化性能的可靠性。     

微胶囊冷拌沥青修补料的制备及其性能研究

冷拌沥青修补料主要用于冬季坑槽的修补,在应用中发现坑槽修补后常常出现二次病害。采用脲醛树脂为囊壁,沥青再生剂为囊芯材料,经合成得到改性微胶囊,将其加入到沥青冷补料中,能够提高沥青的自修复性能。制备的微胶囊性能稳定,粒径分布均匀,制备的微胶囊改性沥青愈合率达34.6%,微胶囊冷拌修补料的路用性能满足规范要求。     

SMA路面现场热再生技术研究

目前针对SMA路面现场热再生技术的研究相对较少,文章分析评价了旧SMA沥青混合料中沥青老化程度及级配变化状况,通过添加再生剂恢复老化沥青性能,添加新料恢复SMA混合料骨架结构。采用热拌沥青混合料设计方法确定级配组成及最佳油石比,并结合室内试验进行了性能验证,结果表明所设计的再生SMA沥青混合料性能满足各项技术要求;同时对SMA路面现场热再生施工过程中的关键技术进行了总结。     

热再生沥青混合料低温抗裂性能全程评价

为了评价热再生沥青混合料全寿命周期内的低温抗裂性能,以含有不同比例RAP的再生沥青混合料为研究对象,通过STOA和LTOA试验模拟混合料在不同使用阶段的老化,以极限应变和应变能密度为指标,采用低温弯曲试验对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行了评价.试验结果表明:RAP 含量低于40% 的再生沥青混合料的低温抗裂性能与普通沥青混合料相当;受再生剂扩散作用的影响,STOA 后再生沥青混合料低温抗裂性能变化幅度较小,LTOA 过程中低温抗裂性能的变化规律与普通混合料相近;RAP 含量达 50% 时,再生沥青混合料老化前后的低温抗裂性能均较差.     

厂拌热再生沥青混合料的最佳RAP掺量研究

将回收沥青路面材料(RAP)进行分为两档,并分别检测各档中沥青含量与矿料级配,通过马歇尔试验确定了厂拌热再生沥青混合料AC-13与AC-20在RAP掺量为10%,20%,30%,40%,50%条件下的最佳沥青用量及配合比。在最佳沥青用量的条件下,分析RAP掺量变化对再生沥青混合料高温性能、低温性能和水稳定性能进行研究,最后通过修筑试验路对厂拌热再生沥青混合料的路用性能进行验证。结果表明:再生沥青混合料的低温性能和水稳定性能随着RAP掺量的增加呈现先提高后下降的趋势,在30%RAP掺量时达到峰值;高温性能随着RAP掺量的增加而提高,综合各项性能推荐采用30%作为RAP掺量。     

氯丁胶乳对老化沥青再生性能的影响研究

分别利用氯丁胶乳及两种国产再生剂对老化沥青进行再生,并对比研究再生沥青各项性能指标,研究结果表明,随着氯丁胶乳掺量的增大,再生沥青针入度小幅减小,但在软化点恢复程度上,氯丁胶乳明显优于两种国产再生剂。氯丁胶乳在改善再生沥青低温性能方面作用较明显,且自身高温性能和抗老化性能较好,从而对再生沥青的质量变化影响较小,提高了再生沥青的抗老化性能。     

再生改善剂与老化沥青渗透融合能力试验研究

再生改善剂与老化沥青渗透融合能力决定了老化沥青性能的改善效果,直接影响到再生混合料的性能。通过针入度试验和化学组分变化试验从温度、时间和种类研究再生改善剂与老化沥青渗透融合能力。结果表明,在一定范围内提高温度和延长时间能够提高再生改善剂与老化沥青的渗透融合能力,再生改善剂一定程度上能够改变老化沥青化学组分,DYZH型再生改善剂具有良好的渗透融合能力。     

微胶囊沥青自愈合行为与微观机理

为探究微胶囊沥青自愈合行为及其影响因素，采用原位聚合法制备微胶囊，以宏观试验与微观试验相结合的方法，从微胶囊的应力控释、毛细作用与扩散行为三方面揭示其自愈合行为的微观机理；进行了微胶囊沥青的拉拔-愈合-拉拔试验，采用自愈率(试件愈合后拉拔强度与初始拉拔强度之比)作为评价指标，考察了微胶囊掺量和愈合时间对微胶囊沥青自愈率的影响规律；进行了微胶囊沥青的动态剪切试验，对比疲劳试验前后微胶囊沥青的微观形态，考察微胶囊的应力控释特性；借助荧光显微镜，可视化了芯材在微裂缝中的横、纵向毛细作用与在沥青中的扩散过程；借助显微图像软件中的实时录像功能，观测微胶囊沥青微裂缝的愈合过程；采用红外光谱测试微胶囊芯材和拉拔-愈合-拉拔试验前后微胶囊沥青的官能团，考察芯材在沥青中的释放行为。分析结果表明：微胶囊掺量从0提升至8%时，自愈率从16.70%提高至48.92%,表明微胶囊沥青的自愈率随着微胶囊掺量的增加而逐渐增大，当微胶囊掺量为4%时，愈合120 min的自愈率是愈合10 min的1.85倍，表明微胶囊沥青的自愈率随着沥青愈合时间的延长而逐渐增大，这说明提高荷载休息期和微胶囊掺量对增强微胶囊沥青自愈合性...     

RAP粒径对热再生沥青混合料性能的影响研究

为研究RAP粒径对热再生沥青混合料性能的影响,采用毛体积密度和马歇尔稳定度指标,对新旧沥青融合性进行评价,得到新旧沥青融合性较好的拌合工艺。改变基准料中细RAP比例,采用马歇尔试验、车辙试验、低温小梁弯曲试验和冻融劈裂试验,研究不同细RAP比例对再生沥青混合料体积指标、力学指标和路用性能的影响。研究结果表明:"再生干拌法"能提高再生沥青混合料中新旧沥青的融合性和混合料拌合的均匀性,提高再生沥青混合料性能;再生沥青混合料毛体积密度和马歇尔稳定度随细RAP比例升高出现峰值,基准料中细RAP比例达到13%时,再生沥青混合料毛体积密度最大,细RAP比例达到17.5%时,再生沥青混合料马歇尔稳定度最大;随着细RAP比例增加,再生沥青混合料路用性能出现峰值,细RAP掺量超过13%时,再生沥青混合料路用性能开始下降,高比例细RAP会导致再生沥青混合料缺少自由细矿料填充空隙,再生沥青混合料性能下降;用灰色关联度分析法设计的基准料组合能有效弥补高RAP掺量对再生沥青路面带来的不利影响。     

JX型沥青再生剂的研究及应用

通过分析沥青老化过程中沥青组分的变化机理,以增黏树脂为基础,通过添加轻油、表面活性剂及抗老化剂,开发了一种用于沥青路面预防性养护的沥青再生剂。分析了再生沥青的特点及对路用性能的影响,并进行了试验性的应用。     

用于沥青路面的纤维物理化学性能研究

通过对木质素纤维、聚丙烯腈纤维、玄武岩纤维的物理性质、吸油性能、吸水性能、耐热性能进行了系统性研究,分别进行了三种纤维的吸油性试验、吸水性能试验、耐热性能试验,观察了聚丙烯腈纤维、玄武岩矿物纤维高温处理前后的外观变化、单丝拉伸强度和直径变化。结果表明,从节约沥青、提高路面抗水损坏性能、高温处理前后抗拉强度和延伸情况综合考虑,玄武岩纤维用于沥青改性优于聚丙烯腈纤维,远优于木质素纤维。     

RAP厂拌热再生中废旧沥青混合料性能重塑研究

浅析了厂拌热再生技术工艺过程,研究了厂拌热再生过程中如何对废旧沥青混合料(RAP)进行性能的重塑,从矿料级配和老化沥青性能两个方面进行研究,通过再生使废旧沥青混合料(RAP)达到了新拌沥青混合料的性能要求。     

就地热再生技术在石黄连接线的应用

旧沥青路面在车轮荷载作用下,承受着压应力、剪应力、拉应力等动静荷载,并且沥青路面长期暴露于自然,因此受到各种自然因素如氧、阳光、温度、水、风等自然力的作用,致使混合料中的沥青、骨料的性能发生物理、化学变化,沥青组分“移行”,即沥青质相应增加,从而导致沥青老化、粘度增加,而随着粘度的增长,沥青的针入度、延度及软化点也会发生有规律的变化,导致沥青性能下降,并最终表现为沥青混合料内沥青粘度增大、老化和集料的细化作用。如何使老化沥青恢复原有性能,即将老化沥青和原沥青的组分进行比较后,向老化沥青中加入所缺少的组分（即添加沥青再生剂）,使组分重新协调（旧沥青的再生过程是老化过程的逆过程）,从而达到旧沥青路面改造的目的,节约投资、材料,减少废旧沥青路面对环境的污染,热再生技术是一个很好的选择。     

硅沥青雾封层技术的应用研究

硅沥青再生强化剂是一种性能优越的沥青路面养护材料,采用硅沥青雾封层技术可以提高沥青路面的性能指标,满足使用要求.从硅沥青再生还原材料的性能分析入手,介绍了硅沥青雾封层的技术优势及施工要点,为硅沥青预防性养护技术的推广应用提供了科学依据及技术支持.     

沥青混合料疲劳自愈合特性研究

沥青混合料具有疲劳自愈特性.通过室内四点弯曲疲劳试验,采用“疲劳-愈合-再疲劳”的试验方式和单因素对比分析的方法,探究了养护时间、温度、集料级配及沥青胶结料种类对沥青混合料的自愈合特性的影响,并建立愈合指标函数.结果表明：沥青混合料自愈合效果呈时间依赖性,即随养护时间的增加,自愈合效果增强,且初期愈合速度较快;在一定温度范围内,随温度提高,沥青混合料自愈合效果增强;70#基质沥青混合料的短期自愈合能力优于SBS改性沥青混合料;PA-13型沥青混合料自愈合能力优于AC-13型沥青混合料.同时,从混合料组成特点及沥青微观结构等方面剖析了各因素影响机理.     

废旧胶粉目数和反应温度对橡胶沥青基本性能的影响研究

主要研究了废旧胶粉改性沥青制备过程中,外掺胶粉目数、反应温度对橡胶沥青基本性能的影响。从胶粉与沥青的作用机理出发,着重分析了胶粉目数、反应温度等因素对胶粉改性沥青软化点、针入度、5℃延度、弹性恢复及180℃黏度等基本性能指标变化规律的影响。试验研究表明:当外掺胶粉的目数为40目、反应温度为195℃时,废旧胶粉改性沥青的高温性能(软化点、180℃黏度)、低温性能(5℃延度)及弹性恢复等最好。胶粉目数能显著影响初期混溶过程中胶粉在沥青中的分散程度,在后期的反应过程中,反应温度则是胶粉溶胀、脱硫降解作用的关键影响因素。     

再生剂成分对旧沥青再生效果研究分析

为研究再生剂中饱和分、芳香分、胶质、沥青质的成分变化对旧沥青的再生效果的影响,选用3种成分不同的再生剂与旧沥青进行沥青再生试验,对再生沥青的针入度、软化点、延度、布氏粘度进行试验,并对再生混合料进行车辙、低温弯曲试验。研究结果表明:随着再生剂的掺量增加,再生沥青的针入度和延度增加,软化点、粘度降低;且再生剂中饱和分、芳香分含量较多,胶质、沥青质含量低的再生剂具有较好的再生效果;随着再生剂的掺量增加,再生沥青混合料的动稳定度逐渐降低,低温弯曲试验破坏应变逐渐增加,且掺饱和分、芳香分含量较多的再生剂,再生混合料的动稳定度降低趋势明显,低温弯曲试验破坏应变增加趋势明显。     

再生工艺对热再生沥青混合料性能的影响

为了研究不同再生工艺对热再生沥青混合料性能的影响,通过SGC旋转压实试验、汉堡车辙试验以及低温弯曲试验对再生沥青混合料的施工和易性和路用性能进行研究。结果表明:随着再生剂对老化沥青性能恢复效果的增强,热再生沥青混合料的施工和易性、低温抗裂性和水稳定性逐渐增强,高温稳定性有所下降; SGC旋转压实试验中的交通密实指数TDI与汉堡车辙试验中的车辙变形率有很好的相关性,相关性指数93%;采用再生剂与沥青预混共热的再生工艺,老化沥青性能恢复效果最好,热再生沥青混合料的施工和易性、水稳定性得到明显改善,低温抗裂性也有一定的提升,高温稳定性有所降低,但仍满足规范要求。