蒙脱土对沥青耐老化性能影响研究

为分析蒙脱土改性沥青抗老化性能,首先制备不同季铵盐改性有机蒙脱土,分析其层间结构,选取层间间距较大的双十八烷基二甲基氯化铵蒙脱土(DOAC/OMMT)和钠基蒙脱土(Na-MMT)制备改性沥青,并进行短期和长期老化;采用沥青3大指标试验、动态剪切流变试验(DSR)和沥青4组分试验,分析改性沥青热氧老化前后基本物理性能、流...     

蒙脱土/废胶粉复合改性沥青的老化性能研究

废胶粉用于沥青改性,不仅可以减少沥青的消耗量,而且可以改善沥青的性能,是解决废旧轮胎的有效途径之一。但是废胶粉改性沥青也存在一些不足,比如废胶粉改性沥青容易产生离析现象,改善效果不明显等,限制了废胶粉改性沥青的应用。蒙脱土属层状硅酸盐,具有良好的热稳定性、阻隔性能,可有效的改善废胶粉改性沥青的相容性,从而提高废胶粉改性沥青的路用性能。本研究采用物理共混法制备了蒙脱土/废胶粉复合改性沥青,通过薄膜烘箱加热试验(TFOT)、室内加速紫外老化试验(UV)、动态剪切流变试验(DSR)对复合改性沥青的抗老化性能和流变性能进行了研究。薄膜烘箱加热试验和室内加速紫外老化试验表明,有机蒙脱土(OMMT)的掺入对沥青的抗热氧老化和抗紫外老化性能都具有较好的改善作用,且随着OMMT掺量的增加,抗老化性能越好。流变实验结果表明,随着OMMT掺量的增加,废胶粉改性沥青的复合模量(G*)增大,相位角(δ)先增大后减小。对比掺入天然蒙脱土和OMMT的废胶粉改性沥青,研究发现天然蒙脱土改性效果要比OMMT改善效果差。     

有机蒙脱土对废胶粉改性沥青性能的影响

为了提高废胶粉改性沥青的高温性能与存储稳定性,在废胶粉改性沥青中掺入有机蒙脱土(OMMT),进行复合改性研究。以OMMT掺量为变量,测试不同掺量下复合改性沥青三大指标,分析了OMMT对橡胶改性沥青基本性能的影响;通过沥青流变性试验(DSR)和弯曲蠕变劲度试验(BBR),进一步研究了OMMT对橡胶改性沥青的高温性能和低温性能;采用163℃条件下分别静放48h和7d后上下层沥青的软化点差评价OMMT对橡胶改性沥青存储稳定性的影响。研究结果表明:复合改性沥青有机蒙脱土掺量越高,高温性能与存储稳定性越好,但低温性能变差。综合考虑各方面的因素,建议有机蒙脱土的最佳掺量为3%～4%。     

两种硅酸盐材料对纳米ZnO改性沥青热氧老化性能影响研究

沥青老化分为热氧老化和紫外老化,提升沥青抗老化性能是决定沥青路面长寿命的重要因素。为了弥补3%含量纳米ZnO改性沥青热氧老化性能较差的现状,将蒙脱土和蛭石经过有机处理后,与3%含量纳米ZnO进行复合后制成改性沥青,采用短期热氧老化(TFOT)、长期热氧老化(PAV)和紫外老化(UV)进行老化模拟,对比不同老化前后物理性能和流变性能的老化指数,评价其抗老化性能。通过扫描电镜试验和紫外-可见-红外吸收试验分析蒙脱土和蛭石对于紫外老化的影响规律。发现有机蒙脱土和有机蛭石均能改善沥青的热氧老化性能,但是前者提升效果相对较好,并且两者对于短期热氧老化的改善效果大于长期热氧老化;但是有机蒙脱土和有机蛭石的加入会影响沥青的紫外老化性能,掺量在3%后这种消极作用开始急剧增加。     

蒙脱土/SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

为了分析蒙脱土对SBS改性沥青混合料路用性能的影响,采用蒙脱土对SBS改性沥青进行复合改性,并制备复合改性沥青混合料,开展了车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。首先研究了蒙脱土掺量对复合改性沥青混合料高低温性能和水稳定性的影响,并结合灰关联分析推荐了蒙脱土最佳掺量。然后以SBS改性沥青混合料作为对照,通过测试不同老化条件下路用性能,分析了复合改性沥青混合料的抗老化性能。研究结果表明:适当掺加蒙脱土可以提高复合改性沥青混合料的高温性能和水稳定性,但是掺量过大时高温性能提升幅度不大,水稳定性反而有所下降。掺加蒙脱土会对复合改性沥青混合料的低温性能产生不利影响。灰关联分析表明蒙脱土掺量对各项路用性能指标的影响程度大小依次为低温性能水稳定性高温性能,因此不宜为了提升高温性能而片面增大蒙脱土掺量。结合蒙脱土掺量与各项路用性能指标的关系,推荐蒙脱土掺量范围为2%～4%,并选取3%作为最佳掺量。最佳蒙脱土掺量条件下,复合改性沥青混合料的抗老化性能较之SBS改性沥青混合料得到显著提高,尤其是低温抗老化性能,虽然老化前复合改性沥青混合料的低温性能要差于SBS改性沥青混合料,但是经老化后前者的衰减幅度较小,其低温性能反而优于后者。     

钠基蒙脱土改性沥青的制备及性能研究

为研究钠基蒙脱土对沥青技术性能的影响,采用熔融插层法制备了钠基蒙脱土改性沥青,利用XRD分析了钠基蒙脱土改性沥青的微观结构,并通过室内试验测试了钠基蒙脱土改性沥青的针入度、软化点和延度。结果表明:钠基蒙脱土扩大了层间距,形成了插层型纳米复合结构;钠基蒙脱土提高了沥青的黏度和高温性能,改善了沥青的感温性,但略降低沥青的低温性能;钠基蒙脱土的最佳掺量为4%左右。     

OMMT/ZnO纳米复合SBS、SBR聚合物改性沥青与混合料性能研究

为了提高SBS、SBR聚合物改性沥青的热贮存稳定性、改善低剂量SBS、SBR改性沥青的针入度指标体系性能与流变特性,同时提高OMMT/ZnO改性沥青的高低温性能与流变性能。将纳米OMMT/ZnO与SBS、SBR聚合物进行复配,基于老化前后的针入度体系试验和流变特性试验对复合改性沥青稳定性、老化性能、高低温性能与流变特性进行评价,基于三大路用性能试验、浸水APA试验与MMLS1/3试验评价了纳米OMMT/ZnO复合聚合物改性沥青混合料的水温稳定性与长期稳定性。结果表明:掺加纳米OMMT/ZnO纳米改性剂能够提高复合改性沥青高温稳定性、低温延展性与自愈合弹性恢复性能;同时改善聚合物改性沥青的热贮存稳定性和抗老化性能,同时掺入SBS、SBR与OMMT/ZnO能够实现两种改性剂对沥青高温性能和流变性能改善的叠加作用;3.5%SBS与4%OMMT/ZnO复合改性沥青混合料的抗疲劳变形性能和水温稳定性满足极端。     

有机化蒙脱土的制备及对沥青改性的研究

蒙脱土是一种天然纳米材料,因对聚合物改性效果良好且价格低廉而受到广泛关注。无机蒙脱土易发生团聚现象,需对其进行有机化改性使其表现疏水特性。有机化蒙脱土可和沥青形成插层、剥离结构,有效提高沥青的高温性能和抗老化性能。文中分析了蒙脱土的结构与特性,概述了蒙脱土有机化所需改性剂和制备方法,阐述了有机蒙脱土改性沥青的作用与机理,并对有机蒙脱土改性沥青的未来研究方向进行了展望。     

有机硅/SBS复合改性沥青技术性能研究

为了研究有机硅/SBS复合改性沥青技术性能，通过变化有机硅/SBS比例掺量，以AH-70沥青进行复合改性，采用针入度、软化点、延度、储存稳定性、RTFOT老化、光氧模拟老化及BBR试验，综合评定复合改性沥青高温、低温及抗老化性能。结果表明：开发的有机硅/SBS复合改性沥青在有机硅掺量为2.5%、SBS掺量为3.5%时，满足改性沥青技术指标要求；RTFOT及紫外光模拟老化后，270 min老化前后针入度比为85%、延度比为79.5%、软化点比为106%,分别较SBS改性沥青提高了29%、54.5%、32%,抗老化性能明显增强；在BBR试验加载240 min时，低温抗裂性能评价指标J(t)值为0.005 8,较SBS改性沥青提高了71%,提高了低温抗裂性。可见，研发的有机硅/SBS复合改性沥青较SBS改性沥青具有更优良的抗老化性能、储存稳定性及低温抗裂性能。     

基于BBR与FT-IR的沥青胶结料低温性能与抗老化能力分析

为了评价几类沥青胶结料的低温性能和抗老化能力,分别对3种具有代表性的沥青胶结料(基质90#沥青、SBS改性沥青和A型温拌沥青)进行了旋转薄膜烘箱老化(RTFO)和压力老化(PAV)试验。并对老化后的胶结料进行了低温弯曲梁流变仪试验(BBR)和傅里叶红外光谱试验(FT-IR)。试验结果表明:沥青的老化对低温性能有直接的影响,而且温度的降低使这种影响更加显著。BBR试验从不同角度分析验证了SBS改性沥青具有相对最优的低温性能,而温拌沥青则相对较差。长期老化沥青FT-IR试验结论与BBR试验规律具有一致性,证明了微观层面揭示的分子官能团的变化规律与宏观层面显现的低温性能具有良好的对应关系。     

纳米层状硅酸盐改性沥青相容性试验研究

在分析改性沥青相容性和配伍性的基础上,通过试验对比分析了膨润土MMT、1831-OMMT、31441-OMMT、松香基-OMMT纳米层状硅酸盐改性沥青、SBS改性沥青和PE改性沥青的相容性。结果表明,松香基-OMMT纳米层状硅酸盐改性沥青比SBS改性沥青具有更好的相容性。     

聚氨酯前驱体基化学改性沥青及其改性机理

环保耐久材料的研究与应用对实现道路工程可持续发展具有重大的意义,采用以异氰酸酯为活性官能团的聚氨酯前驱体基反应型改性剂（PRM）制备改性沥青在环境保护和性能提升方面展现出了显著价值。采用"微观-介观-宏观"的跨尺度表征方法,对PRM改性机制进行了详细分析。通过与SBS改性沥青进行对照,评价了PRM改性沥青的流变学性能和抗热氧老化性能,明确了PRM改性沥青混合料的路用性能。研究结果表明：PRM改性过程存在明显化学变化,依托于改性过程中生成的氨基甲酸酯和脲等官能团,能够在沥青内部建立基于沥青质组分的共价交联网络结构。这一过程不仅促使沥青组分发生选择性聚集和沥青质重新构型,同时增大了沥青的表面自由能,从而获得更加稳定的内部结构。PRM改性沥青较基质沥青温度敏感性有所降低,展现出了良好的抵抗高温永久变形、抵抗疲劳破坏、抵抗低温开裂和抵抗热氧老化的能力。与SBS改性沥青相比,PRM在提升沥青高温性能、抗疲劳性能和抗热氧老化性能方面具有明显优势,并有望将改性沥青生产温度降低至140℃~150℃。结合沥青混合料路用性能测试结果,2.5%改性剂掺量PRM改性沥青混合料展现了与4%改性剂掺量SBS改性沥青混合料相当的低温性能、更好的高温性能和水稳定性能,PRM在提升沥青混合料路用性能方面具有显著优势。     

短期老化作用下聚合物改性沥青重复蠕变恢复性能对比研究

应用重复蠕变恢复试验对橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青（CRMA）以及经过短期老化作用的橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青的高温性能进行评价。结果表明:橡胶粉改性沥青相对SBS改性沥青具有较好的高温抗变形能力以及高温变形恢复能力；短期老化作用在高温时对SBS改性沥青的抗变形能力和变形恢复能力有较大影响；压强对改性沥青的蠕变劲度的粘性成分Gv影响较小，温度对改性沥青的蠕变劲度的粘性成分Gv指标影响较大。     

蒙脱土改性沥青混合料低温抗裂性能研究

将蒙脱土掺配在沥青混凝土中,可以改善沥青混合料的物理力学性能,提高路面工程质量。为了确保蒙脱土改性沥青混合料的低温抗裂性能,就必须用试验方法来评定它在低温下的性能。通过两种武汉市售蒙脱土和实验室纯化蒙脱土,采用压缩应变能、弯曲应变能的方法,进行蒙脱土改性沥青低温性能研究。通过室内试验,证明蒙脱土改性沥青混合料能够有效改善低温抗裂性能。     

基于热分析与低温光谱的沥青热可逆老化机理

为了研究沥青胶结料在恒定低温储存过程中产生的热可逆老化机理,运用调制式差示扫描量热分析(MDSC)和低温红外光谱(LT-FTIR)技术对沥青胶结料热信号与红外光谱的热历史依赖性进行了试验分析,以确定2种不同分子量的线性饱和链烃(C₂₀H₄₂和C₃₂H₆₆)对热可逆老化的贡献。研究结果表明:沥青恒定低温硬化并非所有沥青的固有特性,存在不受恒定低温热历史影响的沥青胶结料;低分子量的饱和长链烷烃(石蜡)因其与沥青具有较好的相容性,会通过扩散的方式随着恒定低温时间的延长逐渐从沥青基体中析出,从而导致沥青的恒温硬化现象;由于高分子量的饱和长链烷烃与研究采用的沥青在相同条件下相容性差,其石蜡与沥青的二相分离结构并没有随着恒定低温时间的延长产生明显的变化。与热分析相比,低温红外光谱技术可在较低的降温速率下直接用于测试固态沥青中的石蜡分子单元而不会产生热滞后效应。石蜡的结晶会导致红外光谱在735~715 cm^-1处形成吸收峰,且吸收峰信号随温度降低而增强。沥青中的石蜡初期(0~8 h)析出较快,随着时间延长,析出速率放缓,持续时间可长达72 h。通过试验的直接观测,确定了沥青中低分子量石蜡的持续析出或沉淀是导致所用胶结料热可逆老化的根本原因。     

高黏复合改性橡胶沥青技术性能研究

采用弯曲梁蠕变试验、线性振幅扫描试验分析高黏复合改性橡胶沥青的流变性能,并对其与SBS、高黏沥青进行了黏度试验和储存稳定性试验分析,研究了3种沥青的抗紫外线老化性能,最后采用显微镜分析了3种沥青的微观结构。结果表明:相较于SBS改性沥青和高黏沥青,高黏复合改性橡胶沥青的弹性恢复性能、低温抗开裂性能、疲劳性能和抗紫外线老化性能更优;高黏复合改性橡胶沥青具有高温黏度小、低温黏度大的特点,比高黏沥青更易于施工;另外,高黏复合改性沥青的储存稳定性显著提高,可实现橡胶沥青的工厂化生产。     

含土工合成材料防裂夹层的水泥混凝土路面沥青加铺层应力分析

采用含土工合成材料的沥青加铺层结构形式对旧水泥混凝土路面进行加铺改造,使用有限元法对沥青加铺层结构的车辆荷载应力及温度应力进行力学计算,定量分析了土工合成材料防裂夹层的抗裂机理。结果表明,对于因车辆荷载应力或温度应力形成的反射裂缝而言,土工格栅的抗裂效果都要优于土工布。     

AW、BLE、炭黑改性沥青的老化性能研究

采用薄膜烘箱老化试验(TFOT)、PAV压力老化试验,对不同剂量的AW、BLE、炭黑改性沥青进行试验,利用残留针入度比、残留粘度比、软化点增量和残留延度等老化指标来分析沥青的老化程度,与常用的沥青抗老化剂SBR进行对比,研究表明0.8%AW、0.8%BLE改性沥青抗老化性能较优,炭黑改性沥青低温性能下降较大。     

Evaluation of Low?temperature Performance of Porous Asphalt Mixture

To　analyze　influencing　factors　and　evaluation　method　of　low-temperature　performance　of　porous　asphalt　mixture,first,three　kinds　of　modified　binder　were　chosen　as　original,thin　film　aging　and　pressure　aging　samples　for　customary　index　test　and　bending　beam　rheometer　(BBR)　test　at　-12　℃　to　evaluate　low-temperature　performance　of　these　modified　binders　Then,evaluation　of　the　low-temperature　anti?cracking　performance　of　different　kinds　of　porous　asphalt　mixture　was　made　by　thermal　stress　restrained　sample　test　(TSRST)　At　the　sam e　time,the　result　of　abovementioned　TSRST　were　compared　with　the　TSRST　result　of 　samples　of　the　porous　asphalt　mixtures　after　long?term　aging　to　evaluate　the　influence　of　 aging　on　low-temperature　performance　of　porous　asphalt　mixtures　The　results　show　that　(1)　TSRST　result　of　porous　asphalt　mixtures　coincides　with　creep　stiffnesses　of　BBR　test　of　modified　binders;　(2)　the　fracture　temperatures　of　the　porous　asphalt　mixtures　increase　and　their　fracture　stresses　decrease　after　aging;　(3)　the　fracture　stresses　of　porous　asphalt　mixtures　are　just　one-third　of　those　of　dense?gradation　asphalt　mixtures　while　the　fracture　temperatures　almost　the　same,which　indicates　that　their　low?temperature　performances　are　almost　the　same     

木质素与玄武岩纤维沥青胶浆路用性能试验

为对比分析木质素纤维与玄武岩纤维两种改性沥青胶浆的路用性能差异，采用三大指标、动态剪切流变及扫描电镜（SEM）分别对两种纤维沥青胶浆的高、低温性能及微观形貌进行了试验与分析。结果表明:玄武岩纤维的热稳定性更优，木质素纤维则具有更强的吸湿性及吸油性；两种纤维均可显著提升沥青的抗车辙性能与抗剪切性能，但低温延展性变差。扫描电镜试验结果表明:木质素纤维为呈针管状的中空结构，表面粗糙且能够吸附更多的沥青；玄武岩纤维外观形貌更加平整与光滑。两种纤维改性沥青机理主要为物理混合改性，纤维之间形成的网络结构以及纤维的脱黏与拔出效应，是沥青路用性能提升的主要原因。