纳米碳酸钙对道路石油沥青流变特性的影响

该文评估了纳米碳酸钙作为改性剂,对沥青的流变特性的影响。采用旋转薄膜烘箱(RTFO)和压力老化容器(PAV)分别模拟沥青的短期和长期老化。利用布氏旋转黏度(RV),动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)测试了纳米碳酸钙加入量对沥青流变性能的影响。采用多重应力蠕变回复试验(MSCR)对纳米碳酸钙改性沥青结合料高温抗车辙性能进行研究,并采用线性振幅扫描(LAS)试验对纳米碳酸钙改性沥青的疲劳寿命进行了分析。黏度测试结果表明:由于纳米碳酸钙的硬化效应,使得沥青的黏度增大;DSR和BBR试验结果表明:纳米碳酸钙能够提高沥青的高温抗车辙性能,而对沥青的低温性能影响不大;MSCR结果表明:纳米碳酸钙改善了沥青的弹性恢复性能、降低了不可恢复变形;LAS试验结果表明:添加纳米碳酸钙后,沥青的抗疲劳性能有所降低。     

岩沥青改性沥青胶结料流变特性研究

针对岩沥青改性沥青胶结料的流变特性,通过动态剪切(DSR)、弯曲梁流变(BBR)、布氏旋转粘度试验,用PG分级评价体系对不同种类、不同掺量的岩沥青改性沥青进行性能测试与分析。动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪为建立某时段蠕变曲线和劲度模量提供依据,Brookfield旋转粘度计通过计算剪切速率和剪应力测量沥青高温粘度。试验结果分析表明:加入岩沥青后沥青胶结料的PG高温等级提高、抗车辙因子增大、复数模量指数(GTS)增大、大大提高了沥青的高温稳定性和降低了温度敏感性,且随着掺量的增加变化幅度增大;岩沥青掺量控制在一定范围内,不会对沥青胶结料的低温性能产生大的不利影响。     

抗车辙剂沥青混合料的高温性能研究

车辙是沥青路面最常见的破坏形式之一,它严重影响着行车的舒适性和安全性。该文通过动态流变剪切试验DSR、动稳定度试验和三轴剪切强度试验等,研究普通沥青添加抗车辙剂后,沥青-抗车辙剂混合胶浆及其混合料的高温性能改善效果,提出抗车辙剂最佳用量,为解决重载交通沥青路面抗车辙问题提供技术参考。     

温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响

为研究温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响,以生物沥青结合料和温拌剂为研究对象,对掺加了温拌剂的生物沥青结合料分别进行动态剪切流变试验(DSR)和多应力重复蠕变恢复试验(MSCR),以复数模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sinδ、恢复率R和不可恢复蠕变柔量Jnr为评价指标,研究了2种温拌剂类型(质量比为2%的Sasobit和质量比为0.35%Rediset)、3种生物质重油掺量(质量比分别为5%,15%,25%)对生物沥青结合料高温流变性能的影响。研究结果表明,未老化的生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而降低,黏性成分亦随着生物质重油掺量增加而减小,短期老化后生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而增大,弹性成分比例明显增大。Sasobit温拌剂的加入能够降低生物沥青结合料的黏性行为,增强延迟弹性,提高生物沥青结合料的高温抗车辙性能。加入Sasobit使得生物沥青的复数模量G*和车辙因子G*/sinδ值提高超过100%,不可恢复蠕变柔量Jnr值降低大于60%。Rediset温拌剂可以降低生物沥青结合料的高温老化速度,对生物沥青结合料的老化有较强的抑制作用。具有抗老化的优势,其温度敏感性比Sasobit温拌剂要低。Sasobit和Rediset温拌剂均可以提高生物沥青应力敏感性,使生物沥青在高应力水平下的黏弹性更加显著。     

湖沥青改性沥青在南方湿热地区的应用技术评价

为了能将湖沥青改性沥青更好地应用于南方湿热环境中,采用常规3大指标试验及动态剪切流变试验(DSR)进行研究。研究结果表明:灰分的沉淀导致针入度、延度、软化点指标用于评价湖沥青改性效果时误差较大;采用改进后的DSR、BBR试验方法所测得的高温车辙因子及蠕变劲度对湖沥青添加量的变化较为敏感,可用于湖沥青改性沥青的评价。研究成果对湖沥青改性沥青PG分级体系应用于我国南方地区及其地方规范的编制具有一定指导意义。     

基于动态剪切流变试验的沥青高温性能研究

沥青结合料的高温性能对沥青路面的使用影响很大.文中通过对8种沥青结合料进行常规指标和RTFOT老化前后的动态剪切流变试验,采用性能指标对比分析方法,将试验所用沥青进行性能优劣排序.发现采用传统的指标体系难以准确描述沥青高温性能,而动态剪切流变试验确定的车辙因子能客观评价沥青的高温性能,车辙因子越大,沥青结合料的高温性能越好.     

SBS改性乳化沥青蒸发残留物高温流变性能研究

采取胶体磨法制备阳离子乳化沥青，并添加SBS胶乳以改善其高温流变性能；借助动态剪切流变仪(DSR)探究蒸发残留物在不同温度和频率下的流变特性，进一步通过多重应力蠕变恢复试验(MSCR)评价其变形与恢复行为。结果表明：改性乳化沥青中的弹性成分占比会随SBS胶乳掺量的增加而提升，表现为复数剪切模量(G^*)和车辙因子(G^*/sinδ)升高、相位角(δ)降低；当SBS胶乳掺量超过8%时，δ随温度的升高出现出下降趋势、而随频率的增大呈现上升趋势，据推测这与SBS胶乳所形成的特殊网络结构及其降解有关。MSCR测试结果则证实了SBS胶乳对乳化沥青抗变形能力和变形恢复能力的改善作用，该改善作用在SBS胶乳掺量不低于8%时较为显著。综合考虑流变特性、变形恢复能力和经济因素，建议SBS胶乳掺量为8%～10%。     

生物改性橡胶沥青流变性能研究

为研究生物沥青掺量对生物改性橡胶沥青流变性能的影响,对不同掺量的(0%、5%、10%、15%、20%和30%;生物沥青占总沥青质量的比值)生物改性橡胶沥青进行黏度试验、DSR试验、BBR试验以及傅立叶红外光谱试验(FTIR)。试验结果表明:随着生物沥青掺量的增加,生物改性橡胶沥青的黏度值逐渐减小。当生物沥青的掺量由0%增加到10%时,生物改性橡胶沥青的黏度显著减小,降幅约52%。生物改性橡胶沥青的G*值逐渐降低、δ不断增大、车辙因子逐渐减小,生物改性橡胶沥青抵抗变形的能力减弱,高温性能变差。当生物沥青的掺量为20%和30%时,生物改性橡胶沥青的车辙因子不能满足规范要求。生物改性橡胶沥青的蠕变劲度S值变小,m值增大,低温抗裂性随着生物沥青掺量的增加而逐渐提高。生物沥青与橡胶沥青混合并未产生新的官能团,是物理上的混溶,建议生物沥青的掺量为15%左右。     

生物再生剂再生沥青流变性能研究

为研究生物再生剂再生胶结料的流变性能,分析比较了基质沥青及SBS改性沥青的原样、老化沥青及不同掺量下的再生沥青流变性质。首先,通过旋转薄膜烘箱、压力老化获取了长期老化沥青,随后将老化的沥青与5%和10%的生物再生剂混合制备再生沥青,最后通过黏度试验、温度扫描及弯曲蠕变试验测试了原样沥青、老化沥青及再生沥青的流变性能。试验结果表明,生物再生剂的加入会使得老化沥青的各项性能向原始沥青靠近,其中车辙因子及黏度变化尤为明显,表现为添加10%的生物再生剂有助于将长期老化沥青的和易性和抗车辙能力恢复到原来的水平,但是疲劳因子及低温性能影响较弱,表现为添加10%的生物再生剂后两种老化沥青的疲劳因子仅降低30%,离原样沥青差距明显。此外,对比两种沥青的再生沥青可以发现,SBS改性沥青的再生需要考虑的情况更为复杂,简单的组分调和无法使得老化的改性沥青性能得到良好恢复。     

集料化学成分对沥青胶浆高温流变特性的影响

为研究集料化学成分对沥青胶浆高温流变特性的影响,分别将5种氧化物粉末与克拉玛依70#沥青混合并制备成沥青胶浆。利用动态剪切流变仪(DSR)测试沥青胶浆的复数剪切模量和相位角,并以车辙因子G*/sinδ表征沥青胶浆的高温流变特性。结果表明:5种氧化物粉末均能提高沥青胶浆的车辙因子,改善高温性能。在65℃下,掺加氧化镁的沥青胶浆车辙因子提高4.5倍,掺加二氧化硅或氧化钙的沥青胶浆车辙因子提高3倍,掺加氧化铝或氧化铁粉的沥青胶浆车辙因子略有提高。     

高模量沥青结合料流变特性

为提高沥青路面的耐久性,丰富长寿命路面结构组合方案,急需对沥青结合料高模量技术开展深入研究。研究围绕2种高模量技术手段,采用常见的高模量剂HM-A制备改性沥青以及20号硬质沥青,分别采用差示扫描量热（DSC）试验研究2种结合料的物质组成特性,采用动态剪切流变（DSR）试验和多应力蠕变恢复（MSCR）试验分析热氧老化前后沥青流变性能及高温流变性能,开展了黏弹物理模型参数分析,最后运用汉堡车辙试验、动态模量试验进行比较。研究结果表明：硬质沥青老化前后温度敏感性低于高模量改性沥青;老化沥青的相位角δ较老化前下降,车辙因子G^*/sinδ较老化前升高;同温度下,随着应力增大不可恢复蠕变柔量J_nr增大、蠕变恢复率R减少,在相同应力下随着温度增大J_nr增大、R减小;Burgers模型说明温度对沥青结合料的黏弹性影响显著,HM-A对基质沥青高温性能提升明显,最佳掺量为8%。其中,高模量剂与基质沥青标号匹配方可发挥出高模量沥青的优势。     

基于动态剪切流变试验的沥青胶浆水敏感性研究

通过将动态剪切流变仪(DSR:Dynamic Shear Rheometer)中的传统不锈钢界面改进为陶瓷界面,提出了一种新的评价沥青结合料水敏感性的试验方法.据此选取消石灰和硅石两种矿粉,分别采用不同矿粉掺量与21种不同PG分级的沥青混合,制备出沥青胶浆试样,并分别在水域和空气域中进行了DSR测试.抗车辙因子G*/s...     

生物油复配SBS再生沥青高低温性能研究

为研究生物油复配SBS再生沥青的高低温性能,将生物油及SBS掺入经旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)和压力老化试验(PAV)的原样沥青中制备再生沥青,通过三大标指标试验研究生物油掺量对老化沥青常规性能的影响,进而通过动态剪切流变(DSR)和弯曲梁流变(BBR)试验研究生物油复配SBS后再生沥青的高低温性能。结果表明,生物油能恢复老化沥青三大指标,但恢复不同指标的掺量有明显差异,恢复低温性能指标时高温性能存在过渡软化问题;生物油复配SBS可恢复老化沥青高低温性能,且随SBS掺量增加效果逐渐变好,采用6%生物油复配2%SBS用于老化沥青再生时,再生沥青高低温性能均优于原样沥青。     

陶瓷纤维的添加对沥青流变性能的影响研究

为了改善沥青的流变性能来提高沥青路面的耐久性,本研究制备了陶瓷纤维掺量为2%、4%和6%的改性沥青,并对沥青进行了针入度、软化点、延度、旋转黏度、动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)和红外光谱(FTIR)等试验。试验结果表明,陶瓷纤维的掺入虽然在一定程度上降低了沥青黏结剂的低温性能,但提高了沥青黏结剂的高温性能。同时,采用车辙试验来评价陶瓷纤维改性沥青混合料的路用性能,沥青混合料试验验证了沥青黏结剂试验的结果。因此,陶瓷纤维可以作为一种改性剂来改善沥青黏结剂与其混合料的性能,且陶瓷纤维的最佳掺量为4%。     

岩沥青-丁苯橡胶复合改性沥青路用性能研究

为了在不影响岩沥青(BRA)高温性能和抗老化性能的基础上改善其低温性能,该文拟使用丁苯橡胶(SBR)与BRA对基质沥青进行复合改性。通过向BRA改性沥青中添加不同类型(胶粉和胶乳)和掺量(0、2%、4%、6%、8%)的SBR制备复合改性沥青。采用低温弯曲梁试验(BBR)评价复合改性沥青的低温性能,同时根据TFOT和PAV试验方法对复合改性沥青进行老化处理,并通过对比复合改性沥青老化前后旋转黏度试验(RV)和动态剪切流变试验(DSR)的试验结果揭示两种复合改性沥青的抗老化性能。研究结果表明:就低温性能而言,SBR胶乳的改性效果优于SBR胶粉。BRA改性沥青优异的高温性能几乎不受SBR胶乳的影响,但当其掺量达到或超过6%时表现为抗车辙性能的降低,且降低了沥青胶结料的抗老化性能。综合各项路用性能指标,建议SBR胶乳/胶粉的掺量为4%?6%。     

微胶囊沥青胶浆流变性能变化规律

通过界面聚合法制备了沥青再生剂为囊芯材料的路用微胶囊(self-healing microcapsules, SHM)。为评价SHM对沥青胶浆流变性能的影响,制备了不同SHM掺量(质量分数分别为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)的70号基质沥青胶浆和SBS改性沥青胶浆。通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR)对SHM沥青胶浆的流变性能进行了试验研究。结果表明:随着SHM掺量的增加,沥青胶浆的车辙因子G^*/sinδ降低24%～31%左右,当SHM掺量大于0.6%时,沥青胶浆的高温流变性能不再发生明显变化;随着SHM掺量的增加,SHM沥青胶浆的蠕变劲度模量S逐渐减小,同时蠕变速率m逐渐增大,说明SHM能显著提升沥青胶浆的形变恢复能力。     

DMA法研究拌和温度对沥青黏弹性能的影响

采用动态力学分析(DMA)方法研究沥青老化前后的黏弹性质,利用动态剪切流变仪(DSR)进行温度扫描和频率扫描并分析各黏弹性指标的变化,采用Cross模型和Carreau模型拟合得到沥青的零剪切黏度,分析老化温度对沥青黏弹性能的影响。结果表明:在测定温度范围内,沥青的复数模量|G*|和车辙因子|G*|/sinδ均随测试温度增加而减小但相位角δ增大;在测定频率范围内,沥青的损失模量(G″)和储存模量(G′)均随频率(ω)增大而增大,同等老化程度沥青的G″始终大于G′,且差值随频率增加而减小;对于不同老化温度的影响,零剪切黏度的分析结果与温度扫描、频率扫描关联性较好,老化温度越高沥青的高温性能越好,抗车辙性能越优,但施工和易性下降,且温度超过163℃时老化速度快速增加。     

硬质沥青高温性能试验研究

沥青混凝土路面车辙是当前高速公路面对的最主要的早期损坏形式.通过沥青动态剪切流变试验、粘度试验及混合料的车辙试验,对硬质沥青、改性沥青和70号沥青的高温性能做出全面比较分析.结果表明硬质沥青的高温性能较为优越.     

电气石负离子粉改性沥青路用性能研究

选取3种目数的电气石负离子粉,在助剂的作用下,剪切制备出电气石负离子粉改性沥青,通过针入度试验、软化点试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)、旋转黏度试验,分析不同目数及掺量的电气石负离子粉对沥青的感温性能、高温性能、低温性能、黏温特性等路用性能影响规律,并采用水煮法评价了电气石负离子粉对沥青与集料的黏附特性。研究结果表明:随着电气石负离子粉的目数与掺量的增大,改性沥青的PI值逐渐增大,即改性沥青的感温性能得以改善;软化点、车辙因子G*/sinδ及黏度均呈增大趋势,表明电气石负离子粉的掺加可有效提升沥青的高温变形能力;蠕变劲度S降低、蠕变劲度变化率m变大,电气石负离子粉沥青具有良好的低温抗裂性能;此外,电气石负离子粉也可提升沥青与集料间的黏附作用。     

沥青及沥青混合料抗油蚀性能分析

汽油、柴油等燃料油会对沥青有溶解作用。首先分析了各种可能产生燃料油泄漏的场合,然后对50号、70号基质沥青及SBS改性沥青进行了沥青混合料浸油后的质量损失、车辙试验及劈裂试验,并对沥青胶结料进行了浸油后的动态剪切流变试验。通过分析可知,沥青在经燃油浸泡后性能会有较大的下降,低标号沥青比高标号沥青具有更好的抗油蚀性能,改性沥青比基质沥青具有更好的抗油蚀性能。