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。     

SBS改性沥青与多功能改性助剂的反应性改性研究

通过在SBS改性沥青中加入多功能改性助剂，使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、烷基化、加成等化学反应。通过沥青性能测试、组分分离与测试、红外光谱和DSC测试等试验结果表明，在多功能改性助剂作用下，沥青中部分饱和分和芳香分转变成了多环结构的胶质和沥青质，使SBS与沥青以化学键的形式连接成三维空间网状结构，从而提高了SBS改性沥青的低温延度和温度稳定性。加入多功能改性助剂1后，沥青软化点提高率可达42．7％，加入多功能改性助剂2后沥青低温延度的提高率可达96．2％。     

彩色沥青路面色彩耐久性评价方法

从彩色沥青和彩色沥青混合料色彩的耐久性分析出发,提出了彩色沥青路面色彩耐久性综合评价指标PCD,据此构建了"1+2+5"三层评价指标体系,为各分项指标划分了权重,给出了综合评价指标和分项指标的试验检测方法、计算方法和控制标准,为彩色沥青路面色彩耐久性的优劣评定提供理论依据。     

OGFC 生产过程碳排放计算和碳减排技术研究

针对降低道路沥青混凝土路面设计、生产、施工、管养过程的碳排放问题，开展对排水性沥青面层OGFC沥青混合料包括原材料准备、原材料运输到生产基地、混合料生产拌和阶段在内的生产过程碳排放计算方法进行研究。将排水性沥青面层OGFC沥青混合料的生产过程划分为材料准备和混合料生产拌和两个阶段，根据混合料的配合比设计、材料准备方案、生产工艺等，按排放因子法计算系统边界内各阶段的碳排放，分析各分项碳排放占比，提出合适的碳减排措施。以上海市浦东新区高等级道路金海路改建工程为例，对研究提出的碳排放计算方法和碳减排技术进行实际应用分析，结果显示碳减排效果比较显著。     

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。     

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。     

增容剂对煤直接液化残渣与石油沥青相容性的改善效果评价

为分析苯甲醛(Benzaldehyde, BENZ)和邻苯二甲酸二辛酯(Dioctyl Phthalate, DOP)对煤直接液化残渣(Direct Coal Liquefaction Residue, DCLR)与石油沥青相容性的改善效果，选取饱和分、芳香分、沥青质与胶质代表沥青四组分，采用分子模拟软件(Materials Studio, MS)组建SK-90沥青、DCLR、BENZ、DOP单体分子模型，并利用以上分子模型构建14种体系，通过分子动力学模拟计算体系间溶解度参数差值、Flory-Huggins参数、体系间相互作用能，探究单掺或复掺BENZ和DOP对DCLR与SK-90沥青相容性的影响机制，并分析BENZ和DOP对DCLR与SK-90沥青相容性的改善效果。研究结果表明：BENZ和DOP的掺入提高了SK-90沥青的溶解度参数，从而使SK-90沥青与DCLR体系间溶解度参数差值降低，提升了DCLR与SK-90沥青的相容性；3种掺配方式对DCLR与SK-90沥青相容性提升效果排序为复掺BENZ和DOP>单掺BENZ>单掺DOP;相互作用能中范德华势能与非键接能作为评...     

废食用油预脱硫胶粉改性沥青组分与黏弹性研究（双语出版）

为研究废食用油预脱硫胶粉（WRO）对沥青组分及黏弹性的影响，在不同掺量、加工温度和加工时间下分别制备了15组废食用油预脱硫胶粉改性沥青（WROMA）。基于四组分试验、DSR时间扫描试验、多应力蠕变回复试验分析了沥青组分及黏弹性变化的规律。结果表明：在组分方面，WRO中的橡胶烃主要补充沥青质，油分大部分补充饱和分，少部分补充芳香分；加工工艺与改性沥青中饱和分和胶质的含量线性相关性较弱，与芳香分及沥青质的含量线性相关性很强，且芳香分与沥青质含量主要受WRO掺量影响。在黏弹性方面，WRO掺量增加，改性沥青高温黏性降低，弹性增加。为保证改性沥青获得足够的高温弹性，WRO最佳掺量为30%，加工温度为160℃、加工时间为2 h。综合组分与黏弹性的分析结果可知：芳香分是影响WROMA高温黏性的主导因素，其含量越高沥青黏性越明显；沥青质和WRO中的橡胶烃是影响WROMA高温弹性的主导因素，两者含量越高，改性沥青弹性越明显。     

SBS改性沥青与多功能改性助剂的反应性改性研究

通过在SBS改性沥青中加入多功能改性助剂,使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、烷基化、加成等化学反应.通过沥青性能测试、组分分离与测试、红外光谱和DSC测试等试验结果表明,在多功能改性助剂作用下,沥青中部分饱和分和芳香分转变成了多环结构的胶质和沥青质,使SBS与沥青以化学键的形式连接成三维空间网状结构,从而提高了SBS改性沥青的低温延度和温度稳定性.加入多功能改性助剂1后,沥青软化点提高率可达42.7%,加入多功能改性助剂2后沥青低温延度的提高率可达96.2%.     

养护管理Q＆A谈

胡兆德湖北省当阳市公路段总工，教授级高工，国务院特殊津贴专家？最早把太阳能热应用技术用于公路建设，拥有“浸入自动式控制加热沥青”、“黑色路面养护车”、“太阳能加热沥青装置”、“泡沫沥青的研究与应用”等多项成果，获交通部、湖北省科技成果奖九项。     

我国铺筑高速公路用进口沥青的历史已结束

1995年11月24日，交通部组织专家对齐鲁石化公司胜利炼油厂生产的丁苯胶乳改性沥青进行了鉴定。专家们认为：这种沥青经京石高速公路一年的使用考核和江苏、河南、山东等省市多年的应用，证明完全可以用于高等级公路铺筑，其性能、质量已达到国外铺筑高等级公路所用历育水平。鉴定会确定该产品为替代进口产品。这种沥青的生产，填补了我国公路铺筑所用材料的一项空白，标志着我国长期依赖进口沥青铺筑高等级公路和机场路面的历史已经结束。胜利炼油厂是我国最大的沥青生产基地，年产量达7o万人长期以来，该厂大力研究沥青生产新技术，努力提…     

不同沥青体分比环氧树脂沥青混合料的断裂性能研究

固化的环氧树脂沥青由树脂相与沥青相构成。该文介绍了其沥青混合料的断裂性能的试验研究。随着沥青用量的增加,则环氧树脂沥青基体逐渐从树脂相过渡到沥青相,相应其性能会发生很大变化。采用旋转压实成型半圆形试件,通过对0.250、0.400、0.500和0.571四种不同沥青体分比的环氧树脂沥青及AH-70普通沥青、SBS改性沥青混合料,进行-25℃、-15℃、-5℃和5℃四个温度下的三点弯曲对比试验研究,并通过扫描电镜(SEM)进行微观结构形态分析。研究表明,沥青体分比低于0.400时,环氧树脂沥青混合料的最大荷载、断裂能、断裂韧度与锯缝深度、与温度的关系的变化趋势均表现出与AH-70普通沥青及SBS改性沥青混合料较大差异,沥青体分比高于0.400,则环氧树脂沥青混合料的断裂性能变化趋势与AH-70普通沥青及SBS改性沥青混合料相似。SEM微观结构研究表明,沥青体分比为0.400时,环氧树脂沥青是以树脂相为基体,沥青为近似球形分散体,沥青体分比为0.500时,沥青相为基体,树脂为近似球形(胶团)分散体。沥青体分比为0.400到0.500为环氧树脂沥青的相逆转区间。     

不同沥青体分比环氧树脂沥青混合料的断裂性能

采用0.250、0.400、0.500、0.571四种不同沥青体分比的环氧树脂沥青及AH-70普通沥青、SBS改性沥青制成混合料试件模型,进行-25℃、-15℃、-5℃和5℃温度下的半圆形直裂缝试件三点弯曲对比试验,并通过扫描电镜进行环氧树脂沥青固化物微观结构形态分析。研究结果表明:3种沥青混合料的断裂性能与锯缝深度关系呈现相同的趋势;沥青体分比大于0.400时,环氧树脂沥青混合料断裂性能随着沥青体分比的提高而大幅度降低,但均高于AH-70普通沥青混合料;SBS改性沥青混合料的断裂性能基本与沥青体分比为0.500的环氧树脂沥青混合料相当;沥青体分比为0.571时,环氧树脂沥青混合料断裂性能与温度的关系表现和AH-70普通沥青混合料相似;扫描电镜及断裂机理分析显示,环氧树脂沥青的相逆转临界沥青体分比为0.500。     

SBS与沥青相容性的研究

改性剂与沥青的相容性是决定改性效果和改性沥青制作工艺的关键因素，而聚合物改性沥青的相容性与基质沥青的组成，聚合物的剂量，聚合物成分结构以及贮存温度密切相关，利用热贮存稳定性试验系统研究了SBS与基质沥的相容性，结果表明，线形SBS普遍比星型SBS具有较好的相容性，SBS含量小于3％时的改性沥青的稳定性也较好，沥青质含量适中，芳香分含量越小的基质沥青与SBS相容性也越好。     

基于沥青和沥青混合料性能的再生剂合理掺量分析

为了确定合理的再生剂掺量,在试验室内模拟就地热再生工程,以鞍山森远SZS再生剂为例,研究再生剂不同掺量对沥青性能和沥青混合料性能的改善作用。研究结果表明:利用规范中推荐公式计算得出再生剂合理掺量为5.3%;再生剂性能分析得出再生剂中含有大量的芳香分,可以提高旧沥青的针入度和延度,但是降低软化点和粘度,在考虑沥青四项性能的原则下,合理再生剂掺量为5.3%~6.4%;再生剂对沥青混合料性能改善作用明显,可以提升水稳定性和低温抗裂性,但是降低力学性能和高温稳定性,在考虑四项沥青混合料性能的条件下,再生剂合理掺量为4.6%~5.0%;综合沥青性能与沥青混合料性能,在节省成本的前提下得出最佳掺量为4.6%。     

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。     

Sasobit~温拌沥青表面自由能与组分含量关系研究

为研究Sasobit温拌沥青表面自由能与组分含量之间的关系,首先制备不同Sasobit温拌剂(0、2%、3%、4%)掺量的沥青试样,且基于躺滴法测定不同温拌剂掺量沥青的表面自由能、极性分量、色散分量等参数;其次,采用四组分法测定不同温拌剂掺量沥青中饱和分、芳香分、胶质、沥青质含量;最后,建立温拌沥青组分含量与表面自由能参数之间的关系。结果表明:随着Sasobit温拌剂掺量的增加,沥青中沥青质明显增大,而胶质则明显减小;沥青表面自由能、色散分量与饱和分、沥青质、芳香分含量呈负相关,与胶质含量呈正相关;而沥青极性分量与饱和分、沥青质、芳香分含量呈正相关,与胶质含量呈负相关。     

酸雨对沥青技术性能的影响及侵蚀机理研究

为探究在酸雨作用下沥青技术性能的变化规律及微观机理,采用两种酸度的模拟酸雨溶液和一种中性自来水,对沥青进行干湿循环腐蚀试验,然后对腐蚀后的沥青分别进行三大指标试验、DSR动态剪切流变试验、BBR弯曲梁试验、Brookfield旋转黏度试验以及四组分和红外光谱试验。结果表明:经不同pH值的酸雨溶液浸泡后,沥青微观组分中某些成分发生了酯化、氧化缩合等反应使得胶质的含量明显下降,饱和分含量有明显上升,沥青质含量少量增加,芳香分含量少量减少,从而导致石油沥青的黏性下降,高温性能和低温性能明显降低。     

沥青组分特征对再生沥青胶结料和混合料抗疲劳性能的影响研究

目前，旧沥青路面回收料(RAP,Reclaimed Asphalt Pavement)因其潜在的环境和经济效益而被广泛应用于沥青路面建设中。为研究沥青组分特征对高RAP掺量的再生沥青胶结料和混合料的抗疲劳性能的影响，设计不同掺量的RAP料和合适掺量的再生剂分别制备了再生沥青胶结料和混合料。首先，采用溶剂洗脱法分离出再生沥青胶结料的4组分，并计算出胶体不稳定性指数和沥青质指数表征其组分特征。其次，采用线性振幅扫描试验和4点弯曲疲劳试验分别评价再生沥青胶结料和混合料的抗疲劳性能。最后，基于上述试验结果，采用统计学方法研究了沥青组分特征与再生沥青胶结料和混合料的疲劳寿命之间的相关性。结果表明：再生剂的引入可明显改善掺有RAP料的再生沥青胶结料和再生沥青混合料的抗疲劳性能；沥青质指数与再生沥青胶结料和混合料的疲劳寿命之间存在良好的关联性；胶体不稳定指数和沥青质指数与再生沥青胶结料的疲劳温度等级之间也均有很好的相关性。综上，根据再生沥青胶结料的组分特征，可较准确地预测再生沥青胶结料和再生沥青混合料的抗疲劳性能。     

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。