增韧环氧沥青及其混合料性能研究

环氧沥青作为钢桥面铺装常用材料之一，已被广泛使用，但其混合料在低温环境下存在易开裂问题。采用3种增韧剂对环氧沥青进行了增韧改性，并考察增韧剂掺量对其性能的影响，通过一系列试验分析了改性环氧沥青及混合料的性能。结果表明：1号增韧剂对环氧沥青的增韧效果最好，且具有较长的施工可操作时间，其在15%掺量下的增韧环氧沥青的断裂伸长率可达到145%;通过与普通环氧沥青混合料性能进行对比，增韧剂1号改性剂对环氧沥青混合料的力学性能影响较小，热稳定性能优异，低温强度和低温变形能力有一定的提高，水稳定性能及抗疲劳性能未有衰减，在保证钢桥面铺装技术要求下有效改善了环氧沥青的柔韧性。     

环氧沥青中树脂体系的固化控制与性能关系研究

对于高温拌和的环氧沥青铺面材料,环氧树脂与固化剂的固化特征特别是固化反应速率对环氧沥青的性能影响尤为关键。通过不同固化剂含量、不同固化温度、不同固化时间3个方面来研究环氧树脂固化控制与力学性能之间的关系。结果发现,随着固化剂含量的升高,固化后树脂的拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率显著增加;而随着固化时间的延长,却刚好相反;提高树脂体系固化温度会使固化后树脂体系的拉伸强度和断裂伸长率降低。本研究为优化环氧沥青的固化工艺提供了有力的依据。     

基于线型环氧树脂的环氧沥青相结构调控与增韧改性

通过引入一种线型脂肪族环氧树脂—1,4-丁二醇二缩水甘油醚(622树脂)作为降黏、增溶、增韧剂，调控环氧沥青中沥青相和树脂相的相态结构，实现环氧沥青相容性和低温韧性的改善。622树脂的引入可以显著地降低环氧沥青体系在固化过程中的黏度，减缓固化反应速率；当622树脂的添加量为15wt%时，环氧沥青中沥青相的分散尺度被降低至10μm左右，良好的相分离结构使得环氧沥青固化物的断裂伸长率由150%增大到350%;且622树脂改性环氧沥青在低温下具有更低的储能模量和玻璃化转变温度。引入线型脂肪族环氧树脂调控环氧沥青铺面材料的相容性和分散相尺度是改善环氧沥青力学性能和低温韧性的关键因素。     

聚氨酯增韧改性环氧树脂作为混凝土裂缝快速修补材料的研究

环氧树脂的脆性是限制其应用的一个关键因素,为了增强环氧树脂的韧性,该文以2,4-甲苯二异氰酸酯和聚丙二醇为原料合成了端基为-NCO基的聚氨酯预聚物,在氮气保护下与环氧树脂E-51进行共混反应,得到了聚氨脂改性的环氧树脂,以丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)作为稀释剂,聚硫醇作为固化剂,得到了室温快速固化的改性环氧树脂裂缝修补材料。结果表明:聚氨酯预聚物(PU)含量为15%,改性环氧树脂与固化剂聚硫醇的配比为1∶1时,增韧效果最好,同时力学性能提升最为明显,样品伸长率达到了140%,抗拉强度达到了49.9MPa。而且,随着PU预聚物用量的增加,改性环氧树脂的固化物热稳定性先增加后降低,PU预聚物用量为15%时,改性环氧树脂热稳定性达到最大值。同时,实现了室温条件下,固化时间可以控制在30min～2h任意调控。     

温度对磷酸铁锂电池性能的影响

主要从放电容量、放电中值电压、放电能量三个方面研究了低温阶段(25℃至-20℃)与高温阶段(25℃至60℃)两阶段温度对磷酸铁锂电池性能的影响,同时还对比了低温(-20℃)充放电与常温充电低温放电两种情况下放电容量,最后考察了48V/180Ah电池组(15串)在充放电过程中电池组内不同区域的温度场分布情况。实验结果表明:对于实验的样品,低温对电池影响较大,-20℃是其低温坎;高温下电池性能变化不明显,温度50℃以上,电池性能开始下降,推荐使用温度范围0℃～50℃;常温充电相比低温充电其放电容量仅提升10%;电池组在使用过程中,最内部的单体与最外面的单体温度差异可达12℃。     

不同交联度环氧沥青混合料低温弯曲性能研究

环氧沥青作为一种交联的粘弹性材料,其低温力学性能受交联密度影响较大。该文介绍了其低温弯曲性能试验研究。采用交联度75.3%、71.4%、67.3%和58.4%的环氧沥青混合料,进行-20℃、-10℃、0℃、10℃温度下小梁三点弯曲性能试验。结果表明,不同交联度的环氧沥青混合料弯曲强度与模量随着温度的提高而降低,破坏变形与应变能密度随着温度的提高而增大。不同交联度的环氧沥青混合料弯曲强度、模量、破坏变形及应变能密度与温度关系基本一致,各弯曲性能参数的温度敏感区间也基本相同,交联度75.3%混合料的弯曲性能参数温度敏感区间为大于10℃,交联度71.4%和67.3%的温度敏感区间为0~10℃,交联度58.4%温度敏感区间为-10~0℃;温度敏感区间弯曲性能参数变化幅度较大,低于温度敏感区间,则弯曲性能参数变化幅度较小。环氧沥青混合料低温弯曲性能参数与温度、交联度之间具有较好相关性,可以建立混合料弯曲强度、模量、破坏变形及应变能密度与温度、交联度的关系,并用于混合料低温弯曲性能预测。     

乳化沥青水泥稳定碎石的变形特征试验研究

采用室内试验和对比方法,研究不同温度下,乳化沥青的掺入对水泥稳定碎石的弯拉变形及动态模量的影响规律。研究结果表明:乳化沥青水泥稳定碎石抗弯拉性能良好,常温及低温时的极限弯拉变形及应变功要大于不掺乳化沥青的普通水泥稳定碎石的极限弯拉变形及应变功,高温时两者弯拉性能相近;乳化沥青水泥稳定碎石具有类似沥青混合料的黏弹性特征,回归得到了乳化沥青水泥稳定碎石动态模量与乳化沥青掺量、温度和加载频率之间的关系式。室温下,年变化周期时的乳化沥青水泥稳定碎石动态模量较普通水泥稳定碎石的动态模量下降20%~32%。     

泡沫沥青和水泥用量对冷再生沥青混合料路用性能的影响

为明确泡沫(乳化)沥青和水泥掺两种粘结材料对冷再生混合料路用性能和耐久性的影响,通过车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、加速加载试验、四分点加载疲劳试验、研究了泡沫(乳化)沥青和水泥两种粘结材料对沥青路面冷再生混合料高低温性能、长期高温抗变形能力以及抗疲劳耐久性性能的影响。试验结果表明,泡沫(乳化)沥青冷再生混合料车辙变形量主要是压密变形所致,水泥掺量越大泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗高温性能和高温剪切疲劳性能越好;随着水泥、沥青粘结料掺量增大,冷再生混合料低温抗裂性能呈先增大后减小的变化趋势,对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料低温抗裂性能而言,存在一个最佳的泡沫(乳化)沥青和水泥用量,在2.0%~4.0%泡沫沥青和2.5%~4.5%乳化沥青用量下适宜的沥青粘结料与水泥掺量比例为1.5∶1~2.7∶1;对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗疲劳性能而言,存在一个最佳的沥青粘结料和水泥掺量,为确保冷再生混合料具有最优的抗疲劳性能需达到沥青结合料和水泥掺量的相对平衡,用于冷再生混合料适宜的水泥掺量为1.0%~2.0%。为完善泡沫(乳化)沥青冷再生混合料的材料组成设计方法以及性能评价体系提供了参考。     

乳化沥青冷再生混合料性能影响因素研究

基于水泥掺量与旧料用量变化条件下,通过对冷再生混合料进行力学及路用性能研究,结果表明:水泥掺量与旧料用量都可以影响混合料的性能;随着水泥掺量增加,其力学与高温性能增大,低温性能呈现先增加后降低现象;随着旧料增加,力学及高温性能降低,而低温抗裂能力呈现增长的趋势.     

烷基端基超支化聚磷酸酯对热拌环氧沥青的改性研究

环氧沥青是一种性能优异的热固性路面铺装材料,固化后强度较高且具有非常良好的耐高温抗车辙性能,但其热固性本质有可能使其在低温条件下发生难以修复的脆性开裂。采用端基修饰的超支化聚磷酸酯(aHBPP)对环氧沥青进行增韧改性,可降低环氧沥青体系在固化过程中的黏度,提高环氧沥青固化物的断裂伸长率,改善低温韧性和相容性。     

高掺量橡胶改性沥青性能研究及优选

橡胶沥青的掺量大小对沥青的性能和使用成本都有显著的影响。为了提高橡胶改性沥青掺量的同时兼顾其性能，本研究选择20%、30%、40%、50%4种掺量的橡胶改性沥青，通过温度扫描试验和弯曲梁流变试验评价不同掺量的橡胶改性沥青的高温性能与低温性能，并根据规范要求确定PG分级。通过拟合半对数坐标下车辙因子-温度曲线，对比了老化前后各个沥青的感温性。结果表明：高温流变性能方面，老化前后车辙因子大小均表现为40%RA>30%RA>50%RA>20%RA，当胶粉掺量超过40%以后，高温性能显著下降。随着胶粉掺量的提高，胶粉改性沥青的高温性能先上升后下降，考虑高温性能，则胶粉掺量不宜超过40%。从半对数坐标的拟合结果来看，掺量在20%～40%之间时，胶粉能提高沥青的温度稳定性。低温性能方面，随着胶粉掺量的提高，胶粉改性沥青的低温变形能力和应力松弛能力逐渐增强。综合温度扫描试验和BBR试验的结果，得到4种胶粉改性沥青的PG分级结果：20%RA为PG82-22,30%RA/40%RA为PG88-28,50%RA为PG82-34。综合考虑性能和经济性，在实际工程中较为推荐30%掺量和40%...     

结合料对水泥乳化沥青混合料性能的影响

针对水泥和乳化沥青两种结合料对水泥乳化沥青混合料性能的不同影响,研究了不同结合料剂量条件下水泥乳化沥青混合料的性能.试验结果表明:在一定用量范围内,当乳化沥青用量一定时,水泥用量增加,混合料的马歇尔稳定度、抗压强度、抗折强度和抗压回弹模量随之增加,高温和水稳性能变好;当水泥用量一定时,乳化沥青用量超过8.0%,相应的力学指标呈下降趋势,高温、水稳性能变差,但低温性能变好.     

固溶温度对Al-Mg-Si-Cu合金材料性能的影响

为研究不同固溶温度对Al-Mg-Si-Cu合金力学性能、断口形貌、金相组织和耐晶间腐蚀性能的影响,对6056铝合金热轧盘条在470～600°C范围内进行固溶处理、室温水淬及人工时效,进行室温拉伸性能测试和耐晶间腐蚀试验,并结合光学显微镜、扫描电镜和能谱分析。结果表明：随着固溶温度升高,6056铝合金显微组织中Mg2Si更充分地溶解到基体,而未溶的富Fe和富Cu相没有明显变化。拉伸强度随着固溶温度升高而提升,在540℃左右到达峰值,固溶温度升高到570℃和600℃时,强度变化很小,但伸长率随着固溶温度升高先提高后降低,耐晶间腐蚀性能随着固溶温度升高而降低。     

拌和温度对高温铺装环氧沥青性能的影响

高温铺装环氧沥青是一种性能优异的道路铺面材料,固化后强度较高且在高温下不易熔融流动。但是制备工艺对环氧沥青性能有显著影响,其中拌和温度对其各项性能的影响尤为显著。文中针对不同沥青作为基体的环氧沥青体系,分别研究了在150、170和190℃下拌和制备的环氧沥青的相态结构、力学性能和玻璃化转变过程。与150℃下拌和制得的环氧沥青固化物相比,170和190℃下制备的环氧沥青固化物的相容性明显改善,其力学性能也相对较高,其中170℃下制备的环氧沥青拉伸强度最高可达3.0 MPa,断裂伸长率为395%;此外190℃下制备的环氧沥青的玻璃化转变温度可降低至-13.7℃,在较低温度条件下能够保持良好的韧性,具备一定的变形能力。     

RAP掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响

为了研究RAP(回收沥青路面材料)掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响,突破以往厂拌热再生中RAP掺量较低的瓶颈,通过设计不同RAP掺量的AC-16温拌再生沥青混合料,并对再生混合料的最佳沥青用量、拌和压实温度以及路用性能进行试验,研究温拌再生混合料的性能变化规律。试验结果表明,最佳沥青用量随着RAP掺量的增加而增加,而最佳新沥青用量随着RAP掺量的增加而减少,温拌剂的温拌效果随着RAP掺量的增加而减弱,温再生混合料的路用性能在RAP掺量为40%~50%时变化加剧,最终确定温拌再生沥青混合料的RAP掺量宜控制在40%~50%。     

不饱和聚酯树脂基快速补路材料的研究

制备一种能够快速修补道路、桥梁等建筑的聚合物混凝土材料,它具有快速固化,抗折、抗压强度高,与待修补物体结合能力好,收缩率低等优点。对影响固化时间和强度的几个因素进行了探讨。最佳工艺参数为:树脂为双组分,其中A型树脂含量为85%,树脂用量占填料总量的9%~13%,固化剂为多组分,用量占树脂总量的4%~10%,促进剂用量占树脂总量的3%左右。     

沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法

在多年冻土、重冰冻等地区的低温、大温差特殊条件下,沥青稳定碎石基层易产生低温收缩开裂,导致路面破坏。通过沥青稳定碎石大马歇尔试件的温度收缩、低温弯曲等试验,分析了矿料级配组成、沥青用量等因素对混合料低温抗裂性能的影响。分析得出,利用沥青稳定碎石的强度试验与马歇尔试验结果,综合确定的最佳沥青用量更为合理;矿料级配组成对混合料温度收缩系数的影响较小,空隙率是影响混合料温度收缩系数的主要因素;适量增加沥青用量可以显著提高沥青稳定碎石的弯拉强度和变形能力;单一指标无法科学评价沥青稳定碎石的低温抗裂性能。研究提出了以温度应力比和弯曲应变能为指标的沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法。     

高寒大温差条件下沥青混合料低温性能研究

为研究高寒、大温差以及降温速率等因素综合作用下的沥青混合料低温性能,在室内模拟高寒大温差条件,通过变化沥青类型、用量、级配等因素制备多种沥青混合料,利用约束试件温度应力试验(TSRST)、低温弯曲试验、冻融劈裂试验等研究沥青混合料在高寒大温差条件作用下低温性能的变化规律。研究结果表明:在高寒、大温差作用条件下,沥青混合料类型对其低温性能存在显著影响,SMA类沥青混合料冻断温度低于AC类沥青混合料,3种混合料的低温性能由高到低依次为SMA-13AC-13AC-16;沥青类型对沥青混合料低温性能存在显著性影响,其中SBS改性沥青SBR改性沥青基质沥青;此外,高寒大温差条件对沥青混合料强度及水稳定性有显著的影响。研究成果可以为青藏高原等高寒大温差地区沥青路面面层混合料的优化设计提供依据。     

玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及抗裂性能

为研究玄武岩纤维对沥青混合料路用性能和断裂性能的影响,基于马歇尔试验确定了不同玄武岩纤维掺量下的最佳油石比,并基于此分析纤维掺量对路用性能、老化性能、抗断裂性能的影响规律及其改善效果。结果表明：（1）玄武岩纤维掺量将影响最佳沥青用量,需同时考虑纤维掺量以确定最佳油石比;（2）纤维质量掺量为0.1%时,具有最佳的改善效果,最大可将高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提升31.5%~38.4%、24.4%~37.3%、1.2%~5.5%。纤维对老化沥青混合料的高温稳定性的改善程度最佳,尤其是动稳定度,改善程度是其他性能的1.28~15.0倍;其次是低温抗裂性;水稳定性的改善效果最弱。纤维可通过增加沥青混合料的延性,以提高峰值荷载对应的裂纹张开位移,且玄武岩纤维在中温情况下对沥青混合料的抗断裂性能改善效果要高于低温条件,最大可提升21.64%的断裂韧性。     

乳化沥青冷再生混合料永久变形特性研究

为研究材料组成变化对乳化沥青冷再生混合料永久变形特性的影响,在40℃试验温度下改变乳化沥青和水泥掺量,对乳化冷再生混合料进行动态单轴蠕变试验。结果显示,掺入适量水泥可提高混合料早期抗车辙性能和劲度模量,改善混合料的弹性恢复性能;乳化沥青用量增加使混合料抗变形能力和劲度模量下降,其用量超过4%时抗变形能力下降速率增大,存在令残留变形率最低的最佳乳化沥青用量;水泥可提高混合料的永久变形性能,但提高效果受水化反应程度影响,考虑混合料和易性、抗裂性、经济性等,水泥用量不宜过大;过大的乳化沥青用量对混合料永久变形性能有不利影响,工程应用中乳化沥青用量宜等于或略小于最佳沥青用量。