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。     

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。     

“H型”温拌沥青混合料的降温效果及路用性能研究

采用H型温拌剂制备沥青混合料,在不同温度制备温拌沥青混合料并测试其体积指标,确定降温效果以及最佳的拌和与成型温度;在最佳拌和与成型温度下制备试件,测试温拌沥青混合料的高温性能、低温性能及水稳定性。结果表明:与传统的热拌沥青混合料HMA相比,H型温拌剂的降温幅度为20℃,且其高温性能、低温性能及水稳定性与HMA基本一致。     

建筑材料对高速公路沥青路面耐久性影响的试验研究

通过添加改性剂TPS对SBS沥青进行改性,研究了高速公路沥青路面的耐久性,浸水马歇尔试验表明,改性沥青浸水残留稳定度要比基质沥青的高,具有较好水稳定性能。175℃拌和温度下,SBS沥青与TPS改性沥青浸水残留稳定度相差较小;190℃拌和温度下,TPS改性沥青混合料的抗水损害性能提高显著。冻融劈裂试验试验表明,TPS改性沥青冻融劈裂强度均高于基质沥青,190℃拌和温度下,TPS沥青试件抗水损害性能提升明显,黏结性良好;浸水飞散试验表明,TPS改性沥青浸水飞散试验和标准飞散试验损失率比较接近。根据试验,TPS掺量选择12.5%,拌和温度选择190℃较为合适。工程实际表明,改性SBS沥青试验路与普通路段的弯沉回复率分别为68.2%和84.0%,说明改性SBS沥青比普通路面具有更强的抵抗变形的能力,冻融稳定性更好。     

环氧沥青混合料施工性能研究

环氧沥青为一种热固性聚合物材料,其化学特性决定了环氧沥青混合料从施工拌和到碾压完成有严格的工作时间控制。为了保证环氧沥青混合料在胶凝之前顺利完成卸料、摊铺、碾压等一系列施工工序,研究了促进剂用量、温度对环氧沥青固化进程的影响,从而确定了最佳的促进剂掺量以及施工拌和温度,并对配制的环氧沥青混合料的施工性能做了初步的研究。     

不同施工工艺下环氧沥青混合料性能研究

环氧沥青作为一种热固性聚合物材料,其化学特性决定了环氧沥青混合料的施工工艺不同于普通沥青混合料。为了研究施工工艺对环氧沥青混合料性能的影响,该文通过在不同施工拌和方式下成型环氧沥青混合料试件,进行了空隙率测定,水稳定性、温度稳定性试验,并采用扫描电镜分析了不同拌和方式下成型试件界面破坏情况。通过试验数据和扫描电镜结果分析,提出了一种制备路用性能优良的环氧沥青混合料的施工工艺。     

静置存储温度与时间对橡胶沥青胶结料性能影响研究

为了确保橡胶沥青具有良好路用性能,分析了黏度、三大指标和弹性恢复随静置存储温度与时间变化的规律,提出了橡胶沥青适当的静置存储温度与时间。试验结果表明:在190℃高温静置存储状态时,橡胶沥青后续溶胀较为充分;在170、150℃中温静置存储状态时,橡胶沥青后续溶胀需要一定的时间来完成;在135℃低温静置存储状态时,橡胶沥青后续溶胀比较缓慢且不充分;从橡胶沥青整体性能最优考虑,静置存储温度为190℃时应不超过2h,静置存储温度为170℃时应不超过7h,静置存储温度为150℃时应不超过18h,静置存储温度为135℃时应不超过48h。     

基于正交设计法的橡胶沥青性能试验研究

为提高橡胶沥青的性能,依托河北廊沧高速公路建设工程,针对当地气候特征及材料性状,借助正交试验优选橡胶沥青的9种正交组合,并研究了胶粉掺量、胶粉目数、沥青型号对橡胶沥青3大指标的规律性影响。此外,采用老化试验和布氏黏度试验,评价了拌和时间以及拌和温度对橡胶沥青老化前后性能的影响程度。研究结果表明:橡胶沥青正交试验各因素的显著性顺序为:胶粉掺量基质沥青型号胶粉目数;拌和时间和拌和温度对橡胶沥青老化性能影响显著,因此在制备橡胶沥青的过程中需合理控制时间和温度;选取90#、60目、胶粉含量为20%的橡胶沥青,在190℃的环境下拌和60 min,能使橡胶沥青达到最佳性能;建议橡胶沥青的性能评价指标以5℃延度和180℃黏度为主,针入度和软化点为辅。     

高温多雨地区橡胶沥青粘度技术指标的试验研究

根据国外橡胶沥青粘度技术评价指标,对目前国内常见的3种粘度技术指标进行分析研究,采用常规粘度试验,找出在170~190℃试验范围内橡胶沥青粘度指标与试验温度的关系式,确定国内3种橡胶沥青粘度技术指标的共同范围。结合高温多雨地区沥青混合料路用性能的要求,采用粘度处于共同范围内、外的橡胶沥青制备橡胶沥青混合料,分别对其马歇尔体积指标、高温稳定性能及水稳定性能进行分析评价,最终初步确定出适合高温多雨地区的橡胶沥青粘度技术标准。研究结果表明,这3种橡胶沥青在170~190℃范围内其粘度指标随温度变化的趋势基本相同,且由其制成的橡胶沥青混合料的水稳定性能随着粘度的增大而增大,而高温稳定性能则随粘度增大到一定程度后降低。     

环氧沥青结合料的流变特性与施工容留时间预测

为确定环氧沥青结合料的施工容留时间,采用Brookfield旋转粘度计,对比研究了C型与N型两种钢桥面铺装用环氧沥青结合料的粘度特性,建立了基于双Arrhenius方程的流变学模型。结果表明,固化温度对环氧沥青流变状态有重要影响,环氧沥青混合物进入凝胶状态之前,该模型的预测结果与试验结果吻合度较高,可用于确定施工容留时间、施工质量控制与优化。C型环氧沥青混合料的施工拌和温度控制宜在110~120℃取低限并保持稳定,N型环氧沥青混合料的施工拌和温度控制宜在110~130℃取中高限并保持稳定。     

时温对环氧沥青混合料性能的影响研究

环氧沥青混合料作为一种使用性能优异的高等级铺面工程材料,其热固性赋予沥青以优良的物理、力学性能。然而环氧沥青在固化剂的官能团作用下,其化学反应复杂,反应过程受各种因素影响较大。本文从影响环氧沥青混合料性能的因素出发,通过超温、超时以及混合料在不同固化程度与试验温度条件下的试验研究,分析时间、温度等因素对环氧沥青混合料性能的影响,为荆岳长江公路大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装的施工提供技术保障。     

环氧沥青混合料后掺法工艺正交试验及性能研究

先将环氧沥青B组分与集料拌和均匀,然后在摊铺现场采用专用摊铺机准确计量添加A组分并进行二次拌和,待搅拌均匀后摊铺、碾压成形的工艺为后掺法工艺,可破解环氧沥青容许施工时间短,且受温度影响大导致的质/B组分比例、拌和时间和拌和温度作为影响因素开展正交试验,并与常规工艺制备的环氧沥青混合料性能试验结果进行对比。正交/B组分比例对环氧沥青混合料性能影响最大;2)综合优选的最佳制备工艺为/B组分比例100∶903、拌和温度120℃、拌和时间60 s;3)采用“后掺法”工艺,马歇尔稳定度衰减达291%,车辙/B比例可保障环氧沥青各性能指标相当或更优;4)后掺法是可行的新工艺,影响施工容留的环节少,工序紧凑,质量风险低,且能有效解决因运距、拌和等因素导致的应用受限问题。     

国产热拌环氧沥青施工性能评估

结合国内某大跨径公铁两用斜拉桥钢桥面热拌环氧沥青铺装项目,首先采用黏度试验和拉伸试验研究了国产热拌环氧沥青胶结料的黏时曲线和A/B比例的影响,然后采用马歇尔试验和小梁弯曲试验,进一步研究了国产热拌环氧沥青混合料的容留时间、A/B比例、超温拌和的影响及强度发展规律。研究表明:国产热拌环氧沥青的容留时间可达3.5 h,更加适合于现场使用;施工过程中应严格控制拌和温度在190℃以内、严格控制A/B的比例误差在5%以内;建议在5~10月进行施工以缩短养生周期。     

厂拌热再生RAP的分散特性研究

为探究不同加热和拌和温度下旧沥青混合料(RAP)颗粒团中旧沥青与旧集料的分离程度,通过测定RAP在不同加热和拌和温度下分散后形成的有效级配,并与相同配比新拌沥青混合料分散后形成的标准级配进行对比,求得RAP的分散度,分析不同粒径RAP分散度随加热和拌和温度的变化规律。结果表明,加热温度升高有利于RAP的分散,拌和温度过高不利于RAP的分散,沥青的二次老化导致集料与沥青再次结团;对于粒径大于2.36 mm的粗型RAP,粒径越大,其分散度越小,粒径小于2.36 mm的细型RAP的分散度较高;加热温度为125℃、拌和温度为190℃的条件下,RAP的分散度最大,在该条件下配制的AC-20C热再生沥青混合料具有优良的路用性能。     

热分析动力学研究环氧沥青混凝土的固化条件

采用热分析动力学的方法确定了环氧体系的固化反应为自催化反应类型,利用非线性回归建立了环氧体系的固化反应模型,计算得到环氧体系的反应为1级与n级平行的自催化反应。根据其固化反应模型推算出了不同温度程序下环氧体系的反应时间和反应程度,从而为环氧沥青混凝土的施工以及最终开放交通的时间提供了重要的依据。研究结果表明,温度的升高可以大大缩短环氧体系的固化时间,建议在气温较高的季节进行施工;环氧体系完全固化所需的时间约为固化反应程度达到80%所需时间的3倍。结合马歇尔试验结果可知,当固化反应程度达到80%时,环氧沥青混凝土已具有较高强度,可以开放交通;当外界温度为30℃左右时,约需60 d可以达到80%的固化反应程度,进而可以开放交通。     

环氧沥青混合料性能及其应用

环氧沥青混合料有着优良的路用性能,因而应用于路面磨耗层、钢桥面铺装、超重载交通道路。研究表明,固化时间和温度会影响环氧沥青的固化程度,其中温度是主要的影响因素,环氧树脂能够同时改善沥青的高低温性能。该文阐述了环氧沥青及其混合料重要的应用性能,同时介绍了国外环氧沥青混合料的应用状况。     

温拌温铺沥青的研制及混合料性能研究

采用自主技术研制了新型温拌温铺添加剂,采用简单混合的方法添加在沥青中,制得了温拌沥青,研究了添加剂对温拌沥青性能的影响。采用AC-16型SBS改性沥青混合料研究了温拌沥青的拌和温度和路用性能,确认了温拌沥青混合料在155℃的拌和温度下和热拌混合料在175℃的拌和温度下的各项性能指标基本一致。试验证明,温拌沥青混合料在此温度下的水稳性、高温稳定性和渗水性等性能均满足规范要求。     

微表处用水性环氧改性乳化沥青的性能研究

为进一步明确微表处用水性环氧改性乳化沥青材料的性能,优选2种水性环氧树脂对乳化沥青进行改性,制备水性环氧改性乳化沥青。对比分析了不同温度及水性环氧树脂掺量下水性环氧改性乳化沥青的固化时间与黏附性,研究了不同温度下水性环氧改性乳化沥青黏度随时间的变化规律。结果表明:2种水性环氧改性乳化沥青的固化时间差别不大,均具有一定的可操作时间;掺入水性环氧树脂能明显提高乳化沥青与集料的黏附性,水性环氧树脂掺量宜为5%;温度越高,水性环氧改性乳化沥青的黏度增长速度越快,可储存时间越短,故使用时温度应尽量控制在45℃以内。     

成型温度对温拌SMA混合料性能的影响

分别在不同温度下成型温拌SMA-13混合料试件和热拌SMA-13混合料试件,对比分析成型温度对SMA-13混合料体积指标、稳定度和流值的影响,并对热拌和温拌SMA-13混合料的路用性能进行检测。结果表明,温拌SMA-13沥青混合料的拌和温度宜控制在150~160℃,适宜成型温度为140℃左右;掺加Fasir温拌剂后,SMA-13沥青混合料的高温性能得到较明显改善,低温性能和抗水损害性能略有降低,但仍能满足规范要求。