基于红外光谱的沥青老化时程预测

为了准确全面分析沥青材料不同老化状态,探寻最佳的定量分析方法,实现沥青老化时程的快速、无损、实时判别。该文首先选取泰普克70~#和金陵70~#两种基质沥青以及两种不同基质沥青的SBS(I-D)改性沥青,通过旋转薄膜烘箱(RTFOT)方法来模拟不同老化时程沥青;再采用傅里叶变换红外光谱仪的衰减全反射附件采集红外光谱图,对比分析不同老化时程沥青的红外光谱的变化;最后利用主成分分析法,对定量分析数据进行降维处理,建立沥青老化时程预测模型并验证。结果表明:基质沥青和改性沥青最大的区别是改性沥青谱图在699 cm^-1和966 cm^-1处附近多了两个明显特征吸收峰,可据此进行基质沥青和改性沥青的判别;4种沥青的羰基(1 700 cm^-1)和亚砜基(1 030 cm^-1)均随老化时间延长而增大,二者可以表征沥青的老化;以吸收峰两侧最低点的切线为基线计算峰面积,650~1 400 cm^-1范围指纹区域作为参考基准,是所选沥青的最佳定量分析方法;基质沥青和改性沥青的综合指标F值分别与老化时间呈线性关系,预测精度高,可实现基质、改性沥青的老化时程预测。     

基于人工RAP老化沥青的新旧沥青融合特性研究

高掺量的旧沥青混合料(RAP)用于沥青路面再生具有一定的挑战性和困难性,主要是由于RAP中老化后的沥青劲度较高,在二次使用后变得更硬,对沥青的低温开裂性能不利.具有明显环保优势的生物再生剂可降低RAP的劲度并增加其黏性成分,该再生剂同RAP的结合应用也受到了相关研究者的广泛关注.但是目前尚无研究进行生物再生剂、软沥青以...     

模拟自然老化条件的沥青老化机理红外光谱分析

为了研究沥青在自然环境下的老化反应,研发了环境温度箱,模拟了光、热、氧及水共同作用对沥青的老化,运用了红外光谱分析法研究了基质沥青、SBS 改性沥青及 PPA 改性沥青在不同老化时间后的分子结构组分变化,并利用羰基指数对沥青的老化程度评价。研究结果发现与基质沥青相比,丁二烯-苯乙烯共聚物 SBS 改性沥青和多聚磷酸 PPA改性沥青具有较高的抗老化分解。     

应用红外光谱分析法解析硅藻土改性沥青老化机理

红外光谱图与物质的结构有着十分严格的对应关系,可用于研究沥青在使用过程中的化学组成变化。通过对基质沥青、老化沥青和硅藻土改性老化沥青的红外光谱对比分析,解析了沥青的老化机理和硅藻土对沥青老化的抑制作用。     

基于红外光谱分析下高黏沥青老化非线性模型

目前影响沥青混合料长期性能的根本原因在于其中的沥青发生老化反应。为了明确并透彻地摸清高黏沥青老化过程中各组分具体发生的变化,明确高黏沥青老化微观层次原因,建立高黏沥青非线性模型,比较不同高黏沥青抗老化性能的差异性。本文采用傅里叶红外光谱分析仪测定橡胶粉与SBS双改性沥青、TPS改性高黏沥青和橡胶粉改性高黏沥青老化后的微观性能,探究高黏沥青老化时的微观变化,构建高黏沥青老化的非线性模型。结果表明：建立的非线性模型可以很好地模拟由于高黏沥青老化带来的微观变化,具体表现为羧基和亚飒基含量上升、丁二烯基含量变少;双改性高黏沥青抗老化性能最佳,TPS改性高黏沥青其次,橡胶粉改性高黏沥青稍差。     

温拌橡胶沥青的老化特征与红外光谱分析

为了研究温拌橡胶沥青的老化特征与规律,从宏观性能指标和红外光谱分析两方面分别对Evotherm DAT和Sasobit温拌橡胶沥青的模拟老化过程进行了研究,并与原样橡胶沥青做对比。结果表明:Evotherm DAT温拌橡胶沥青在163℃的老化趋势与原样橡胶沥青没有明显不同,Sasobit温拌橡胶沥青结合料在各段老化段的低温劲度和抗疲劳性较原样橡胶沥青和DAT温拌橡胶沥青差,在高温稳定性、降黏效果上明显优于原样橡胶沥青和DAT温拌橡胶沥青;在红外光谱分析中,Sasobit温拌橡胶沥青较原样橡胶沥青耐老化,而Evotherm DAT温拌橡胶沥青的老化不宜用红外光谱测定分析。     

基于红外光谱的沥青快速分析方法及可靠性研究

针对沥青材料检测效率低、人为影响大、无法识别沥青品类及勾兑等问题,开展基于沥青微观结构特征的红外光谱分析方法及可靠性研究,采用衰减全反射(ATR)法进行了12种基质沥青试验,将相似度及峰值作为沥青辨别指标、相对标准偏差作为可靠性指标。试验结果表明：1)红外衰减全反射(ATR)法可有效检测出沥青间微观结构存在的差异,数据离散型性小,相对标准偏差数值小于0.02%,可靠性高;2)绝大多数相似度系数分析结果位于95%～98%区间、吸收峰峰值相对误差结果位于5%～36%区间,反映出各类基质沥青间整体相似程度较高,但在局部(1 377 cm^-1附近特征峰)差异性增大。结论是：推荐沥青红外光谱分析中以相似度系数作为主要评价指标,峰值作为参考指标,综合进行沥青的鉴别工作。     

废胶粉改性 RT FO T老化沥青机理的红外光谱

应用现代 FTIR红外光谱分析测试手段和 RTFOT沥青旋转薄膜加热老化方法,对分别掺入10％、20％、30％等三个比例的废旧轮胎胶粉的老化沥青进行实验,实验发现加入胶粉后的老化沥青官能团吸收峰均发生了不同程度的改变,在掺入量为20％左右时老化沥青性能的改善情况最佳,最为接近原样沥青。     

RAP特性对冷再生沥青混合料性能影响研究

以AC-16C为研究基础,以RAP使用年限、沥青品种、结构层位为研究切入点进行室内试验分析,研究RAP特性对冷再生沥青混合料性能的影响。结果表明,RAP使用年限增加,冷再生混合料最佳乳化沥青用量及用水量年递增0.06%~0.08%,动稳定度年递减40~80次/mm,劈裂强度变化不大,水稳定性有所下降;使用年限和沥青标号一定时,同种结构层位、不同RAP可交叉使用;乳化沥青和水的掺量与RAP层位深度成反比,高低温性能均与RAP层位深度成正比,其中乳化沥青和水掺量变化0.1%~0.3%,动稳定度变化200~300次/mm,中、下面层水稳定性优于上面层4%~5%。     

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。     

基于K近邻算法的沥青红外光谱质量控制

沥青质量的优劣直接影响沥青路面的性能.红外光谱技术作为一种无损、快速的微观分析手段,能够对沥青品牌进行识别,对于沥青质量控制具有十分重要的意义.为提高沥青红外光谱技术质量控制的准确性,选取K近邻算法对红外光谱数据进行解析和训练,共收集了7种不同品牌的共336个沥青样本,通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪对其进行光谱采集...     

RAP料的老化性能与再生技术

考虑到路面沥青在自然条件下同时承受着荷载压力老化、紫外线光老化和温度热老化,在《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中沥青的单因素老化试验方法的基础上,提出了沥青综合模拟老化试验。室内综合模拟老化后的沥青针入度、延度降低,软化点增加。其次,介绍了RAP料的回收方法、级配设计和再生剂功能,最后研究了四种不同的RAP料再生技术的差异。     

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。     

橡胶沥青紫外线光老化性能研究

利用自制的人工紫外线老化箱,通过DSR、BBR试验以及红外光谱分析等手段,研究不同紫外老化时间下紫外线光老化(UV老化)对橡胶沥青各项性能的影响,并与基质沥青相对比。结果表明:随UV老化时间的延长,橡胶沥青高温性能提高,低温变形能力降低,更容易发生脆性破坏;橡胶沥青抵抗老化的能力要强于基质沥青;从低温延度指标和BBR指标来看,橡胶沥青PAV老化程度和UV老化12~15个月相似;从车辙因子来看,橡胶沥青PAV老化程度和UV老化9个月相似;从疲劳因子来看,橡胶沥青PAV老化程度和UV老化12个月相似;红外光谱图表明,橡胶沥青在UV老化过程中,透光度增加,但其内部结构和官能团并没有发生变化;从红外光谱图来看UV老化12个月以后,橡胶沥青不再继续老化。     

沥青老化预估方程研究

针对目前沥青热氧老化预估研究的不足,利用旋转薄膜烘箱对SK90#沥青进行不同时间的老化,分析沥青的针入度、软化点、延度及粘度与老化时间的关系,并根据试验结果回归分析建立沥青老化后性能的非线性预估方程。研究结果表明:沥青的路用性能在老化过程中符合非线性数学方程;沥青老化存在最终老化量;利用建立的沥青老化方程可以较为精准的预估沥青在不同老化时刻的针入度、软化点、延度等性能,同时可以预测沥青在不同时刻的老化速率。     

高比例RAP厂拌热再生沥青混合料在广惠高速公路试验与评价

针对高比例厂拌RAP热再生沥青混合料开展了应用研究,通过小梁弯曲试验对比评价了RAP比例分别为0％、30％、45％的热再生沥青混合料变形性能,并对RAP比例分别为0％、30％、45％的热再生沥青混合料在广惠高速公路开展了试验段研究,检测评价了试验路的抗车辙、弯沉及回弹模量特点,分析了高比例RAP热再生沥青路面性能特点,总结了高比例RAP厂拌热再生沥青路面试验段应用情况.     

新旧沥青拌和度对掺加RAP的再生沥青混合料水稳定性的影响

回收沥青铺面(RAP)是指将旧沥青路面铣刨、回收、破碎、筛分后得到的固体颗粒物,其表面一般裹覆有旧沥青.RAP与新集料及新沥青的拌和过程中,其表面的旧沥青可部分发挥作用,从而起到节约沥青用量、改善混合料性能的作用.为探究新旧沥青拌和度对掺加RAP的再生沥青混合料水稳定性的影响,首先利用间接拉伸试验研究了拌和条件(拌和温...