聚合物改性沥青与矿料的粘附性研究

在沥青组分分析、表面能谱分析、吸附和粘结力试验结果的基础上，论述了聚合物改性沥青和矿料的粘附作用机理。     

TLA改性沥青与石灰石、方解石的粘附性试验

TLA改性沥青与石灰岩、方解石的粘附性试验表明：TLA改性沥青与石灰岩、方解石的粘附性均为5级。方解石属于软石,对于石灰岩中纯净的方解石应通过人工挑选的方法加以清除,对于夹杂有方解石的石灰岩应严格控制石灰岩中方解石的含量。     

基于表面能理论的改性沥青-集料界面黏结性

为系统探究沥青特性、集料岩性及老化条件对沥青-集料界面黏结性的影响,选取SK-70号基质沥青、胶粉改性沥青、SBS改性沥青(两种掺量)、高黏改性沥青共5种沥青,选用石灰岩、玄武岩2种集料,测量各沥青与集料的表面能参数,计算得到各体系黏附功、剥落功及能量比ER值,分析得到沥青-集料黏结性规律。结果表明：5种沥青在干燥条件下与石灰岩之间的界面黏附功均要大于玄武岩,且集料种类对黏附功的影响要大于沥青种类的影响。改性剂的加入可以提高沥青-集料的界面黏附性与抗水损坏性能,且SBS改性沥青、高黏改性沥青与集料的黏附性最优,胶粉改性沥青与集料的黏附性次之。老化效应降低了沥青与集料的黏附功和ER值,削弱了沥青-集料界面的抗水损害性能;高掺量SBS改性沥青由于聚合物的部分降解使其浸润性得到一定恢复,较普通改性沥青(胶粉与高黏剂)表现出更好的黏附性。     

六盘山地区集料粘附性研究

通过对六盘山地区典型路用材料进行试验、分析,按照目前改善集料粘附性常用的外掺剂添加种类、剂量及方法进行模拟试验,通过对试验结果的分析、总结,提出了提高六盘山地区集料水稳性措施,为我区在六盘山地区修筑沥青路面提供一定的技术支持。     

沥青与集料粘附性指标的研究

通过３种试验方法对７种国产石油沥青粘附性的研究，认为８０℃水浸法辅以标准图片是半定量评定沥青粘附性行之有效的方法。并用该方法以对７种国产沥青和７种不同性质集料进行了对比交叉试验，确定了沥青的粘附性指标，以及不同气候区粘附性等级推荐值。     

采用表界面张力理论解析油石粘附效果影响因素

基于材料固-液粘附表界面张力基本理论,采用沥青与矿料界面上的粘附功表征二者粘附效果,分析影响油石粘附效果的影响因素,对盘锦#90沥青,SBS,SEBS,SEAM改性沥青,在不同条件下的表面张力及沥青与花岗岩、玄武岩、石灰岩矿料在不同条件下的接触角进行测试,并对粘附功进行计算。结果表明:混合料制备温度升高,沥青的表面张力降低,油石粘附效果降低;矿料含水或者矿料表面存在浮尘污染后,沥青与矿料的接触角增大,油石粘附效果显著降低;SEBS改性沥青的表面张力最大,沥青与石灰岩矿料的接触角最小;SEBS改性沥青与石灰岩矿料在160℃条件下粘附功最大,油石粘附效果最优。     

沥青与集料粘附性评价方法对比

现行评价集料与沥青粘附性好坏的水煮法主观性大,导致产生的误差大。采用4种试验方法分别对石灰岩、砂岩、花岗岩和玄武岩与沥青的粘附性进行试验,比较每种试验方法测得沥青剥落率的大小。试验表明,NAT法能较好评价沥青与集料的粘附性。     

基于高温条件的集料与沥青粘附性评价试验

在比较常见的石料粘附性实验方法的基础上,开发了新的石料粘附性试验装置,给出了试验方法,依据粘弹试验理论,通过提高试验温度达到120℃,以降低沥青粘度和沥青与石料粘附界面的破坏能,进而达到加速加载试验的效果。选择三种石料、两种沥青以及考虑抗剥落剂等因素,开展试验研究,验证了该高温水煮粘附性试验方法的可行性,并获得了有益的结论。     

集料与沥青的性质对沥青与集料粘附性的影响

以矿料碱值、表面电荷作用以及沥青基本特性为研究对象,建立这些性质与粘附性的关系。研究结果表明:矿料的碱值越高,与沥青粘附性越好,集料的ζ电位为正值时,其值越大,与沥青的粘附性也越大;ζ电位为负值时,其绝对值越大,与沥青的粘附性越差。沥青各组分中沥青质和胶质与花岗岩的粘附性最好;沥青的导电率越大,介电常数越小,沥青与集料粘附性越好;蜡含量越高,沥青与集料粘附性越差。     

沥青改性与掺加矿物纤维的差别与比较

沥青的弹性模量（粘度）、屈服强度及韧性直接决定了沥青路面的各种力学与使用性能。材料科学的基本原理,旨在提高沥青弹性模量、屈服强度及韧性,本文分析与研究了沥青改性剂“合金化”及纤维“复合材料化”的区别。在阐述了“沥青＋纤维”复合材料细观力学的同时,通过比较改性剂及纤维的增弹、增强及增韧效果与倾向,指出了“沥青＋纤维”复合材料化是沥青路面技术发展的必然趋势。     

基于表面润湿理论的再生剂-老化沥青界面扩散行为评价

为研究再生剂-老化沥青界面扩散行为及其影响因素,采用Wilhelmy吊片法测试了不同温度下再生剂的表面张力及其与老化沥青间的接触角,计算得到润湿过程中的热力学参数浸润功和动力学参数润湿速度(润湿时间),研究了再生剂自身性质、环境温度及沥青老化程度对界面扩散行为的影响。结果表明:环氧大豆油(ESO)的掺入降低了再生剂的接触角,增大了浸润功,加快了润湿速度,缩短了润湿时间,提升了再生剂的润湿性能,促进了再生剂-老化沥青的界面扩散,而十二烷基苯磺酸(DBSA)的掺入则对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响;温度对再生剂-老化沥青界面扩散行为影响显著,随着温度升高,再生剂的黏度降低,接触角减小,润湿速度加快,再生剂在较短时间内即可充分包裹老化沥青表面;再生剂表面张力越大,其在老化沥青表面浸润功越大,界面扩散动力越大,扩散过程更易自发进行;再生剂在老化沥青表面的接触角越小,其在老化沥青表面的润湿速度越快,再生剂液滴更容易形成包裹老化沥青表面的再生剂膜;再生剂的黏度越低,流动性越好,其在老化沥青表面的润湿速度越快,有利于再生剂-老化沥青界面的扩散;沥青的老化对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响,...     

SBS改性和博尼维纤维加强沥青混合料路用性能试验研究

采用了SBS改性和博尼维纤维加强沥青混合料两种措施,制作了普通密级配沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土、普通沥青混凝土掺加纤维及SBS改性沥青混凝土掺加纤维等4种沥青混合料。通过室内对这4种沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、抗老化性及水稳定性的测定,对改性沥青及纤维加强的效果与路用性能指标进行了全面的试验研究,得出了SBS改性沥青及纤维加强的作用效果。     

基于粗集料表面纹理特性的沥青混合料性能研究

目前缺乏对集料表面纹理的直接定量测量和评定方法，基于光纤传感法设计了激光轮廓仪，直接测量了7种不同粗集料的表面纹理，应用算术平均偏差Ra对集料表面纹理进行了定量评定，并对集料表面纹理的粗糙度进行了简单的分类，最后通过沥青混合料力学性能试验对测量和评定结果进行了验证。结果表明，采用激光轮廓仪能够直接、准确地测量集料表面纹理；算术平均偏差对集料表面纹理的评定是合理有效的；其他条件相同的情况下，粗集料表面纹理的R值越大，沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低潭抗裂性能越好.     

基于弯曲应变能的纤维沥青混凝土抗裂性能评价方法

沥青混合料常采用低温小梁弯曲试验来评价其低温抗裂性,其中抗弯拉强度、弯拉应变和弯曲劲度模量被用作表征沥青混合料低温性能的重要指标。通过室内试验揭示,以上三个指标并不能单独准确地反映沥青混合料的低温抗裂性能。借用弯曲应变能密度临界值这一概念,采用能量法对不同掺量下的纤维沥青混合料的低温抗裂性能进行重新分析、评价,能较好地反映纤维沥青混凝土的抗裂性能,同时也对这一指标进行了验证分析。研究结论认为,采用弯曲应变能密度临界值作为纤维沥青混凝土的低温抗裂性能评价指标是合理、可行的。     

聚酯纤维沥青胶浆流变特性研究

采用粘度试验、动态剪切试验和动态蠕变试验研究了聚酯纤维对沥青胶浆流变特性的影响,并分析了聚酯纤维的作用机理.试验结果表明:聚酯纤维掺入后能增大沥青胶浆的粘度,当纤维掺量超过0.5%时增粘效果明显;聚酯纤维沥青胶浆的复合剪切模量增大并且相位角降低,表明纤维发挥增强作用的同时,还能增加沥青胶浆的弹性性质;高温时聚酯纤维沥青胶浆的车辙因子明显高于基准样,并且在蠕变试验加载过程中产生的总应变和永久应变大幅度降低,表明聚酯纤维能有效改善沥青胶浆与混合料抗永久变形的能力.     

PVP修饰石墨烯复合SBS改性沥青及其混合料性能研究

针对传统石墨烯存在成本高、与基质沥青相容性和分散性差的问题,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对石墨烯进行处理,基于针入度分级体系、PG分级体系与黏度分级体系指标,评价研究PVP修饰石墨烯(PVP-G)复合SBS改性沥青的常规针入度指标性能、流变特性、黏度特性,优化了适宜的PVP-G掺配比例。在此基础上,采用3大路用性能试验、浸水APA试验、SCB弯拉疲劳试验与室内MMLS1/3试验,探讨了PVP-G/SBS复合改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与长期稳定性能。结果表明,添加PVP-G改善了SBS改性沥青高温、低温和抗老化特性,增强了沥青胶结料的弹性恢复性能与抗变形性能,改善了低温抗断裂性能与应力释放性能。1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗永久变形性能、抗疲劳性能和抗水损害性能。在高温长期荷载及高温浸水综合作用下,1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料比5%SBS改性沥青混合料表现出了更优异的抗永久变形能力与耐久性。     

路孚8000改性沥青及混合料性能试验研究

研究了路孚8000沥青改性剂的各项性能。对路孚8000不同掺量下的沥青胶结料进行了基本性能试验,并对掺加路孚8000后的改性沥青混合料进行了高温车辙、低温弯曲、冻融劈裂和疲劳试验。结果表明:路孚8000沥青改性剂可以改善沥青的感温性和抵抗荷载变形的能力;加入路孚8000改性剂后,沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及抗疲劳性等性能军得到了增强,尤其是高温抗车辙性能得到了较大的提高。