橡胶沥青老化机理研究

为了探究橡胶沥青老化的内在机理,采用四组分分析试验和红外光谱,分析了两种基质沥青和两种橡胶沥青原样、RTFO后残留物和PAV后残留物的化学组分和微观结构组成的变化。试验结果表明,橡胶沥青老化后,沥青质的含量增加,胶质、芳香分和饱和分的含量减小。橡胶沥青的老化由基质沥青老化和废胶粉的老化降解两部分组成。基质沥青老化的产物有亚砜、羟酸、酮和酸酐。废胶粉老化裂解后有胺类物质产生。     

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。     

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。     

基于室内试验分析的彩色沥青混合料路用性能探讨

为了研究颜料对彩色沥青混合料高温和水损害性能的影响,以及评价彩色沥青胶结料的技术特征.选择残留马歇尔稳定度评价颜料对沥青混合料的影响,并对老化后彩色沥青四组分变化情况进行研究,最后结合实体工程应用情况对彩色沥青混合料进行应用评价,试验结果表明:颜料对混合料高温稳定性无明显影响,而颜料的选择应进行水稳定性试验,老化试验四组分分析结果,老化时间越长,饱和组分、芳香组分和胶质组份含量衰减越大,而沥青质含量随时间延长而逐渐增加.且温度越高,含量越低。研究成果对彩色沥青再生混合料的应用有一定的参考作用。     

废食用油预脱硫胶粉改性沥青组分与黏弹性研究

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

沥青老化行为及其机理研究

为了系统研究SK-90#基质沥青与SBS改性沥青老化前、后性能变化,选取原样沥青(SK-90#、SBS)及回收沥青(R-90#、R-SBS)作为研究对象,通过DSR、BBR试验比较两种沥青在不同状态下性能差异,并根据微观相态结构、四组分、红外光谱试验探究差异形成之因。试验结果表明:相比于原样沥青,回收沥青低温抗变形能力降低,而高温抗变形及抗疲劳能力均明显增强,且两种状态下SBS改性沥青的性能均更优,说明其具有更好的耐久性质; R-SBS零散的荧光现象表明SBS改性剂发生裂解变成了更小的颗粒,SBS改性剂的裂解增加了沥青的流动性和温度敏感性,使R-90#与R-SBS相位角δ的变化情况出现了较大差异;此外,四组分及红外光谱的试验结果表明沥青在老化过程中饱和分因高温而挥发,芳香分因老化向胶质转化,并最终因氧化作用转化为沥青质,其中很多短链碳氢化合物经加成、聚合生成了更多的长链化合物。     

废油再生沥青二次老化后的性能与组分变化

目前对于回收废油再生沥青的研究热点集中于其是否能使老化沥青的各项性能恢复至原有水平，而对再生沥青二次老化后的性能损失关注较少。基于此，研究采用具有代表性的废食用油（RCOB）、废生物油（RBOB）、废机油（REOB）再生剂对具有13年服役历史的70^#沥青进行再生，并对再生沥青进行RTFOT，PAV20h，PAV40h三阶段的老化模拟，跟踪每阶段老化后再生沥青的基本指标、高温稳定性和低温抗裂性的变化，对各阶段老化后的再生沥青组分变化进行分析，探索其性能改变与组分变化间的深层原因。研究结果表明：3种再生剂都能以提升轻质组分的方式将回收沥青的基本性能恢复至原始水平附近；RCOB以提供饱和分为主，但其会在RTFOT后迅速流失，致使各项性能在该阶段迅速下降，继续老化后，组分状态趋于稳定，性能下降也逐渐缓和；REOB再生沥青由于原料中存在机械金属残渣构成的灰分，其对沥青的氧化和缩聚存在催化作用，导致REOB再生沥青在长期老化后性能迅速下降且没有逐渐稳定的趋势；RBOB再生沥青由于具备相对稳定的胶体结构，且不存在对老化起催化作用的灰分，在3阶段老化中其组分损失过程是最稳定有序的，因此，其性能也表现为阶段性的合理损失；研究基于组分变化提出了新指标"测试沥青与原始沥青各组分间的平均偏差σ"来衡量沥青的老化程度，该指标与针入度，延度，软化点，低温临界开裂温度，135℃高温黏度这5个指标具有显著相关性。研究表明对于再生沥青的评价，不能仅注重再生后与原始沥青的性能差距，应更多地集中到再生沥青二次老化后的性能损失上，以筛选出真正性能优良，抗老化能力显著的再生剂产品。     

基于粘弹性参数的沥青砂紫外光老化研究

采用Burgers模型研究沥青砂的粘弹性力学行为,研究粘弹性参数在沥青砂紫外光老化中的变化,分析其变化规律,评价沥青砂紫外光老化。确定紫外光老化的试验方法和沥青砂试件制作方法,对紫外光老化的沥青砂试件进行单轴压缩蠕变试验得到应变和时间的蠕变曲线,拟合了Burgers模型的4参数。对粘弹性参数随老化程度的变化规律进行研究,根据粘弹性参数随老化程度的变化研究沥青砂性能的变化规律。对不同老化程度和相应的Burgers模型4参数进行拟合得到粘弹性参数和老化程度h之间的表达式J（h）,用该关系式表示沥青砂的老化程度。     

紫外老化对沥青混合料低温性能及力学性能的影响研究

为研究紫外老化对沥青混合料低温及力学性能的影响,首先通过人工模拟沥青混合料紫外老化试验、弯曲试验评价老化后混合料低温抗拉伸性;然后用单轴压缩试验得到不同紫外辐照时间下沥青混合料弹性模量和泊松比。结果表明:沥青混合料的抗拉伸性能随老化时间逐渐降低,在紫外老化110小时后抗拉伸性能无明显变化;沥青混合料的弯曲劲度模量不适合用来评价混合料的弯曲性能;沥青混合料的弹性模量呈现逐渐变大的规律,而泊松比并没有出现明显的规律性变化。     

彩色沥青混合料路用性能及耐久性试验研究

为研究彩色沥青的耐久性能,基于彩色沥青制备参数,制备了4种彩色沥青。对4种彩色沥青的针入度、软化点进行分析,同时采用RTFOT和PAV试验模拟沥青的短期和长期老化。研究结果表明:染料的掺入使得无色沥青的高温性能得到提高,蓝色沥青增加幅度最大,红色最小,低温抗裂性能变化趋势正好相反;经RTFOT老化和PAV老化后,4种彩色沥青色彩鲜艳度削弱幅度由大到小依次为:蓝色 黄色 红色 绿色。蓝色沥青色泽耐久性最差,绿色沥青色泽耐久性最好;蓝色沥青的色泽老化主要集中短期老化阶段,即混合料生产拌和阶段;绿色沥青老化过程主要集中于长期老化阶段。     

RAP精细化油石分离技术及其工程应用

沥青路面铣刨料（RAP）中的变异性现象是影响再生沥青混合料配合比设计和路用性能的重要因素之一。因此在工程实践中，迫切需要对RAP料进行预处理，分离老化沥青与石料，降低变异性。基于此，现介绍一种RAP油石分离新技术-精细化油石分离技术。首先介绍了该分离技术的工艺流程，试验评价了分离效果；然后采用精细化分离的RAP料制备再生混合料并应用于实体工程。结果表明，经过精细化分离处理后的RAP材料均匀稳定，变异性满足要求；旧集料的性能指标与新集料基本相同。再生沥青混合料的各项路用性能满足要求，高等级路面的施工质量可控，再生效果良好。     

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。     

沥青混合料老化模拟试验方法与验证研究

应用沥青针入度、布氏粘度和DSR频率扫描等试验方法,评价了SHRP沥青混合料短期老化(STOA)和长期老化模拟方法(LTOA)的老化程度,并与经过SHRP沥青胶结料的标准短期老化(RTFO)和长期老化(PAV)方法后的沥青胶结料性能进行了对比研究。发现LTOA老化与PAV老化两者的老化程度基本相近,而STOA老化程度则要比RTFO老化严重一些。结果表明在沥青混合料性能试验评价过程中充分考虑老化因素的影响是必要的。     

二次老化对再生沥青混合料疲劳性能影响分析

针对再生沥青混合料在使用时存在的二次老化问题,对不同RAP掺配率下的沥青混合料进行试验室加速老化,并进行直接拉伸疲劳试验。结果表明,二次老化后沥青混合料的强度较老化前有所提高,疲劳寿命会有大幅度的降低,沥青混合料的疲劳寿命与应力比在双对数坐标中具有良好的线性关系。