哈萨克斯坦SBS改性沥青制备及试验研究

为了进一步优化SBS改性沥青性能,从而提高沥青混凝土路用性能,文章选用两种标号基质沥青和两种SBS改性剂制备改性沥青,对制得不同SBS掺量的改性沥青常规性能、低温性能和高温性能进行系统的分析评价。结果表明:基质沥青为БНД100/130时,两种SBS最佳掺量为3%;基质沥青为БНД130/200时,两种SBS最佳掺量为4%。研究结果为哈萨克斯坦某公路改造项目的SBS改性沥青配方选择提供依据。     

阴离子沥青乳液的新配方

全苏道路科学院列宁格勒分院最近研究了新的阴离子型ПАВ,它是木材化学工业自身的产品:塔油沥青熔胶(OCT81—12—77)和松脂沥青(标号CA),是空气吸附(Воздуховопекающий)掺加剂CHB(TY81—05—75)中和的一种物质。 塔油沥青熔胶(皂化了的塔油)——是从褐色的到黑褐色的固体材料。它含有达25％的钠盐(皂)树脂和脂肪酸及中性物质,达35％的非皂化物质和小于9％的水。环—球法的软化点不低于70℃,它能很好地溶于水中。 松脂烃沥青—是黑色—褐色的固体材料,含有不小于95％的皂化树脂和脂肪酸,以及不大于5％的水。环—球法的软化点不低于90℃,很好地溶解于水。 含有这种ЛAB制造的石油沥青乳液,沥青标号由БНД40/60到БНД130/200(ГОСТ22245—76),石油沥青与页岩沥青(标号БСД250/300,БСД190/250(РСТЭССР82—79))混合的乳液,以及页岩沥青(25℃的针入度为130)和石油重油(粘度C_(60)~5=300秒)混合的乳液。(以不同的结合比例制造了混合料)。     

DCLR改性沥青的流变力学性质

为研究煤直接液化残渣（DCLR）改性沥青的流变力学性质并评价其改性效果,采用动态剪切流变仪对90^#基质沥青（改性前）和DCLR改性沥青（改性后）进行温度频率扫描试验、多重应力蠕变恢复（MSCR）试验和不同应力水平下的时间扫描试验,分别评价其强度、抵抗永久变形的能力和抵抗疲劳开裂的能力。结果表明：DCLR改性沥青在低频范围（10^-3～10³ rad·s^-1）内的动态剪切模量大于90^#基质沥青,在高频范围（10³～10⁶ rad·s^-1）内的动态剪切模量略小于90^#基质沥青,整体上DCLR改性沥青的强度高于90^#基质沥青,且在同一频率范围内其动态剪切模量变化幅度变小,说明改性后其温度敏感性降低;通过对比DCLR改性沥青和90^#基质沥青在不同温度下的未恢复蠕变柔量和恢复率,发现同一温度下DCLR改性沥青的未恢复蠕变柔量均低于90^#基质沥青,恢复率均高于90^#基质沥青,说明DCLR改性沥青抵抗永久变形的能力和变形恢复的能力相较于90^#基质沥青有显著提高;通过对比分析这2种沥青在不同应力水平下的疲劳寿命,发现DCLR改性沥青的疲劳寿命显著高于90^#基质沥青,证明其抵抗疲劳开裂的能力相较于90^#基质沥青更好,这2种沥青的疲劳寿命随应力水平的变化规律均能采用幂函数进行拟合,且拟合效果良好。     

预拌-增强型沥青混合料路用性能研究

以辽河石化130#沥青为基质沥青,提出基于软质沥青预拌、岩沥青粉末复拌加强的技术路线,研究不同细度岩沥青粉末和软硬沥青掺配比例对预拌-增强型沥青混合料路用性能的影响。试验结果表明,岩沥青掺量的增加会提高沥青混合料的高温性能、水稳性能,且掺量越大改善效果越明显,但过高掺量的岩沥青会降低沥青混合料的低温性能;当岩沥青(沥青含量85%)掺量为15%时,预拌-增强型沥青混合料具有良好的路用性能,可有效降低混合料施工温度,其性能优于70#普通热拌沥青混合料。     

碎石上封层橡胶改性沥青混合料设计参数试验及路用性能评价

通过沥青爬升高度试验、浸水扫刷试验、低温敲击试验和黏结性能试验,设计了橡胶改性沥青碎石封层,并确定了沥青洒布和集料撒布温度。在此基础上评价了橡胶改性沥青碎石封层的路用性能。结果表明:4.75~9.50 mm粒级的橡胶改性沥青碎石封层的沥青洒布和集料撒布温度分别为170℃,140℃,最佳沥青洒布量和集料撒布量分别为1.6,6.0 kg/m2;9.5~13.2 mm粒级的橡胶改性沥青碎石封层的沥青洒布和集料撒布温度分别为170℃,130℃,最佳沥青洒布量和集料撒布量分别为1.8,8.0 kg/m2。橡胶改性沥青碎石封层具有最优的抗低温脱落和抗冻融循环性能。     

不同发泡条件下泡沫温拌沥青的黏度变化

为了改善实际工程中沥青混合料的施工和易性,保证降温施工时成品的质量,采用布氏黏度法,在不同沥青温度和不同发泡加水量条件下,分别对壳牌90#基质沥青和成品橡胶沥青发泡前后的黏度变化规律进行研究。结果表明:黏度对泡沫温拌沥青的发泡温度和用水量均具有良好的敏感性,将其作为泡沫温拌沥青的性能评价指标具有一定的合理性;当沥青温度过高或者用水量过大时,黏度变化规律并不能反映实际的发泡效果;在实际工程中,应严格控制泡沫温拌沥青的发泡温度及用水量。     

不同类型SBS对改性沥青性能的影响

SK-90号沥青经不同种类、不同牌号的改性后,各项性能均得到了改善,但改性效果大不相同。其中沥青经T-161B和T6302改性后,高温、低温、抗老化和感温性均得到了大幅度提高,综合改性效果最好;YH-791改性沥青抗老化性能较差,而4303改性沥与SK-90号沥青的相容性较差。无论是线型还是星型,嵌段比S/B为20/80时改性效果优于S/B嵌段比为30/70。但在同一嵌段比下,其改性沥青的技术特性还与SBS的其它物理特性有关。不同改性沥青相位角δRTFOT后,在高温区域的差异较为明显,其中星型SBS的相位角δ变化比较平缓,温度敏感性较小,说明其有较好的抗老化性能,具有较好的高温稳定性。     

利用红外光谱识别基质沥青来源的可靠性分析

为了对不同的基质沥青进行来源以及质量稳定性分析,课题对SK90号、埃索90号、镇海90号、塔河90号、克拉玛依90号等多种品牌的基质沥青进行红外光谱图分析。分析结果表明：不同油源的基质沥青在红外光谱图官能团区峰强度和出峰位置以及指纹区图谱均具有显著的差异;相同油源的基质沥青具有极其相似的红外光谱图。     

天然沸石温拌沥青混合料的制备与应用研究

采用碱处理和脂肪胺处理的改性天然沸石作为温拌剂,通过室内试验评价了改性天然温拌沥青混合料的体积性能和路用性能,并进行了工程应用。室内试验结果表明:改性天然沸石温拌剂的掺量为混合料的0.3%时,天然沸石温拌沥青混合料在拌和与压实温度分别为130℃和120℃的成型条件下,其体积性能和路用性能与热拌沥青混合料相近。工程应用证明:采用天然沸石温拌沥青混合料铺筑的路面性能优良,符合规范要求,并可降低沥青混合料成本,具有良好的经济效益。     

SBS改性沥青老化性能影响研究

文中选用2种基质沥青(70号、90号)分别制备得到SBS-70、SBS-90 2种SBS改性沥青,经过短期老化(RTFOT)、长期老化(PAV)试验,结合荧光显微、三大指标、温度扫描试验,研究SBS改性沥青老化性能影响。荧光显微试验结果表明,SBS改性剂与90号基质沥青具有更好的相容性,短期老化后SBS-90中的SBS氧化降解程度高于SBS-70。三大指标试验结果表明,2种改性沥青针入度和延度随老化程度增大而降低,2种改性沥青软化点随沥青老化程度增加而下降。温度扫描试验结果表明,2种SBS改性沥青复数模量在低温时随老化程度增大而升高,在高温时随老化程度增大而降低。相位角在短期老化后随温度升高出现先下降后上升趋势;在长期老化后,相位角随温度升高而上升。结合荧光显微、CMI、PAI结果表明,SBS-70抗老化性能优于SBS-90,SBS-90在老化时沥青相及SBS相氧化降解都更严重。在实际道路工程中更推荐采用E70作为基质沥青进行SBS改性沥青的制备。     

温拌剂沥青混合料的路用性能研究

我国北方寒冷地区,铺筑沥青路面时受温度的影响极大。为了改善沥青混合料在寒区的路用性能,对普通沥青混合料添加DS-TL型温拌剂研究其拌和特性。基于AC-13型沥青混合料矿料最佳级配,确定了其沥青最佳用量,提出了采用温拌剂改性沥青的方案;通过试验对比了热拌沥青和温拌沥青的路用性能试验。结果表明:温拌沥青混合料的拌和温度为130℃,压实温度为120℃,水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性、抗渗性与热拌沥青混合料各项性能均能满足规范要求,路用性能良好。温拌沥青混合料在节约能源、降低污染方面具有显著效果,有利于薄层罩面技术的进一步推广使用。     

水泥乳化沥青复合材料特征及其混合料性能研究

为了系统研究水泥乳化沥青比例(C/A)对复合材料特征和水泥乳化沥青混凝土性能的影响,采用动态剪切流变仪、扫描电镜和力学试验等研究手段对不同C/A时水泥乳化沥青复合材料黏弹性能、微观结构以及其混合料的力学性能进行对比研究。结果表明:水泥乳化沥青复合材料的黏弹性能和微观结构随C/A的变化趋势具有一致性,且在C/A为0.8时,复数模量达到乳化沥青的2.5倍,但相位角接近;同时,水泥与乳化沥青在复合材料体系中形成了一种相互贯穿、多点接触的均质空间网络结构。水泥乳化沥青混合料的抗压强度和抗变形能力较乳化沥青混合料而言有明显提升,且水泥乳化沥青混合料的马歇尔稳定度和抗压强度随C/A的增加而增大、随油石比的增加而降低;在3种油石比和C/A中,以油石比为5%、C/A为1.0的水泥乳化沥青混合料的间接拉伸强度最高。     

道路沥青老化过程中组成与分子量分布的变化

利用模拟老化方法在0-250h和60℃、100℃、130℃条件下分别考察了国产道路沥青老化过程中组成与分子量分布的变化。测试结果表明，低温短期老化时沥青的质量增加，平均分子量增加；高温老化时沥青的质量减少，沥青中胶质向沥青质转化，具这种变化符合宏观一级反应动力学规律，平均分子量与分散度显著增加。利用制备型色谱柱不仅能给出分子量分布参数，而且能够给出精细、直观和分子量分布变化曲线。     

对沥青加热装置的要求

在苏联的现行标准文件中,沥青加热参数只规定有两个:温度和时间,此外,在实施过程中就没有其他限制。这些规定是否正确?目前在设计加热设备和实施沥青加热过程中,对沥青性能的全部特点是否都考虑到了?本文通过实践探讨了这些问题。根据目前采用的工艺,沥青在沥青混凝土工厂中的处理过程是在储房主室内预热到50～60℃,在地坑内加热到80～90℃,然后在锅炉内脱水并强制加热到工作温度。130—150℃,将此沥青贮存在常用的槽车内,少量(一次拌和用量)沥青从槽车灌入搅拌机内。沥青在储房内用排管放热器、盘管、电热     

沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能研究

为了研究不同沥青类型对紫外光老化后沥青混合料高低温性能的影响,分别选取AH70#基质沥青、SK90#基质沥青和改性SBS I-C的沥青混合料进行室内试验,分析不同沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律。试验结果表明:与基质沥青混合料相比,改性沥青混合料具有更好的抗紫外光老化性能,在强紫外光辐射地区,应优先选用改性沥青作为沥青路面结合料;对不同标号的基质沥青,高标号沥青混合料的动稳定度受紫外光老化影响更大,而低标号沥青混合料的低温劈裂强度受紫外光老化影响更大;AH70#AC—13N1型沥青混合料具有较好的高温抗紫外光老化性能,SK90#AC-13 N1型沥青混合料具有较好的低温抗紫外光老化性能。     

增塑SBS沥青与基质沥青老化耐久性的对比研究

增塑剂能够增加沥青的拉伸性和柔韧性,同时降低沥青的高温黏度,提高抗冲击能力。基于等针入度对不同道路沥青的老化耐久性进行研究,研究方法是对2种等针入度的沥青(基质90#沥青、增塑SBS90#沥青)进行老化,对不同沥青的技术指标进行对比分析。研究内容包括:确定增塑SBS沥青的最佳增塑剂用量,不同老化时间的增塑SBS沥青和基质90#沥青老化试验,对比评价老化沥青各项性能指标变化幅度及沥青的耐老化性。试验结果表明,在掺加增塑剂之后,沥青的延度得到了大幅度提升,同时针入度数值也在提高,因此,需要综合考虑沥青高低温性能以确定合适的增塑剂掺量。在耐老化性方面,增塑SBS沥青比基质沥青有明显的改善。研究结果对改性沥青的研究具有一定的参考价值。     

道路沥青材料VOCs的指纹组分及其定量分析

深入开展沥青材料环境影响规律研究，是加快推进交通运输污染防治和绿色交通发展的重要手段之一。针对热拌沥青材料在使用过程中挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）释放量小、组分复杂且材料来源和环境因素依赖性强等难以定量表征的科学问题，开展包括不同沥青材料间VOCs公共组分、特有组分和超微量组分的VOCs全组分的特征研究。综合共计80种沥青材料的VOCs组分特征，提出并定义沥青材料VOCs的指纹组分。基于指纹组分的释放量-色谱峰面积的绘制，分别构建沥青材料VOCs中单一组分释放量和VOCs释放总量的计算方程。研究结果表明：不同沥青材料的VOCs释放差异显著，其组分信息和对应释放量均存在很强的原材料来源依赖性；沥青VOCs的指纹组分具有色谱峰面积大、组分纯、毒性强等特点，包括2-甲基戊烷、正己烷、3-甲基己烷、庚烷、2-甲基庚烷、丙酮、甲基丙烯醛、正丁醛、异戊醛、苯、甲苯和二硫化碳这12种物质；该系列指纹组分能够用于沥青材料VOCs的单一组分释放量和总释放量的快速准确分析；70A沥青、70B沥青、90A沥青、90B沥青和SBS改性沥青在160℃加热条件下的VOCs释放总量分别为4.42，3.32，2.52，2.29，1.88 μg·g^-1，其中指纹组分的总释放量分别为3.00，2.33，2.01，1.75，1.44 μg·g^-1；70号沥青中释放量最多的物质包括正己烷、2-甲基戊烷和庚烷，其释放量均大于0.40 μg·g^-1；90号沥青和SBS改性沥青中，释放最多的物质为正丁醛，其中90A沥青中正丁醛的释放量高达0.76 μg·g^-1。     

温度对沥青结合料老化性能的影响分析

为研究不同温度对基质及SBS改性沥青老化性能的影响,通过对AH—90#基质沥青和SBS改性沥青按照常规的试验方法在不同温度下拌和成型试件,进而对其抽提、蒸馏测试回收沥青的各项性能指标。试验结果表明：随着沥青混合料拌和温度的升高,其沥青的老化程度也随着增加,且当温度增加到一定温度时（AH—90#,155℃;SBS改性沥青,165℃）沥青的老化开始急剧增加;在相同的温度下SBS改性沥青的老化程度均比基质沥青要小,说明SBS改性沥青的抗老化性能优于AH—90#基质沥青。     

温拌及热拌沥青混合料降温特性分析

为研究热拌及温拌沥青混合料降温特性,采用车辙板试件进行试验,分别在110℃和130℃初始温度条件下,测试热拌沥青混合料、“路博”温拌沥青混合料和“Sasobit”温拌沥青混合料的降温特性,试验结果表明:混合料初始温度越高,降温速率越快,初始温度为110℃和130℃的车辙板经25 min后温度接近,分别为66℃和68℃;...     

基于消除H_2S排放的硫磺沥青添加剂的研究

硫磺的加入虽然极大地改善了路面沥青的高低温机械性能和抗车辙性能,但是硫磺在与沥青高温共混搅拌过程中容易产生大量剧毒的硫化氢气体,这成为了该项技术大规模应用推广的巨大障碍。要解决硫化氢(H2S)过量排放的问题,必须从硫磺改性、沥青纳米改性和混合料改性等多方面入手。本研究首先从提高硫磺分子团高温结构与稳定性方面入手,利用烯烃类碳氢化合物对硫磺进行130℃时3h的加热改性,其后分别研究了不同添加量的普通硫磺(L)、改性硫磺(GL)以及SEAM对70号基质沥青延度、软化点和针入度的影响。三大指标的综合研究结果表明:GL沥青具有比L沥青和SEAM沥青更好的综合性能,并最终选择30%GL作为沥青改性的最佳添加比例,为进一步研制低H2S排放的硫磺沥青添加剂提供了物质基础。