纳米材料对改进再生沥青胶结料再生效果的研究

为提高再生沥青的再生效果和经济效益,使再生沥青在不增加再生剂掺量以及保证不损失低温性能的情况下能有效提高高温性能,将RA-F0110型再生剂和OP-900型再生剂分别以8∶2的比例与新沥青混合分别制成A型再生剂和B型再生剂;采用马尔文激光粒度分析仪对纳米Si O2材料进行粒径测试;依据SUPERPAVE规范对70#基质沥青先进行85 min薄膜烘箱短期老化,再进行20 h压力老化,制成旧沥青;采用硅烷偶联剂KH-550对未改性的纳米Si O2材料进行有机化表面改性;采用扫描电镜观测有机化改性前后纳米Si O2尺寸的变化;采用高速剪切仪对有机化改性后的纳米Si O2、再生剂和旧沥青进行剪切制成纳米再生沥青。通过针入度、延度、软化点和PG分级试验,以优先恢复低温性能为标准,确定了再生剂种类的选取和合理掺量,通过PG分级中的动态剪切流变试验和低温弯曲梁流变试验,以PG连续分级中的高低温温度服务范围为标准,确定了纳米材料的掺量。试验表明:选用A型再生剂的再生沥青的再生效果优于选用B型再生剂的再生沥青。在相同再生剂掺量的情况下,添加了纳米材料的再生沥青表现出更好的高温稳定性和低温抗裂性能。当纳米材料的掺量为5%,A型再生剂掺量为20%时,纳米再生沥青胶结料的各项指标均能达到最佳状态。     

不同环氧树脂掺量下环氧沥青胶结料粘弹性能研究

从沥青胶结料粘弹性能角度对不同环氧树脂掺量(5%,10%,15%,20%,25%,30%,40%)下环氧沥青胶结料进行研究,以揭示环氧掺量与沥青胶结料性能关系。对不同环氧树脂掺量沥青进行PG分级的评价,并与70#基质沥青、PG76改性沥青作比对,提出了普通路面掺量10%~15%、混凝土桥面掺量15%~20%、钢桥面掺量20%~40%树脂掺量比例的建议。     

紫外光辐照下的纳米氧化锌改性沥青相态分析

为了研究不同粒径和不同掺量的纳米氧化锌改性材料对沥青性能的影响,选用粒径为20 nm、30 nm、50 nm,掺量为1%、3%、5%的纳米氧化锌颗粒分别制备纳米氧化锌改性沥青,借助动态剪切流变仪对70号基质沥青与纳米氧化锌改性沥青分别进行应变扫描、温度扫描、频率扫描等动态剪切流变试验,主要从复合剪切模量、相位角、车辙因子等评价指标研究不同粒径及不同掺量下纳米氧化锌改性沥青的黏弹特性,并且借助Han曲线、Black曲线对纳米氧化锌改性沥青的相态结构进行了分析;最后研究了纳米氧化锌改性沥青的抗紫外光老化性能。结果表明：加入适当的纳米氧化锌材料可以使沥青与之很好地融合,形成稳定的空间网状结构;纳米氧化锌可以有效地提升基质沥青的抗紫外光老化性能,且掺量越大,老化前后的复合剪切模量与相位角的变化幅度越小;推荐纳米氧化锌最佳掺量为3%,最佳粒径为30 nm。     

Sasobit（R）改性沥青的温度特性研究

研究了Sasobit（R）掺量对其改性沥青在不同温度下的物理和流变特性的影响。选择PG58-22沥青为基质沥青,然后掺加1%,2%,2.5%,3%和4%的Sasobit（R）进行改性。采用SHRP试验方法对改性沥青在高温、中温及低温下的特性进行评估。结果表明,Sasobit能够改善沥青的高温性能,而中温及低温性能并没有得到显著的改善。Sasobit（R）掺量对沥青粘度的影响结果表明,增加Sasobit（R）的掺量可以降低沥青的粘度。     

纳米TiO_2对沥青抗紫外线老化性能影响研究

为了探明纳米TiO_2对沥青抗紫外线老化性能的影响规律,研究选用了90#基质沥青以及SBSI-C改性沥青作为研究对象,测试了不同纳米TiO_2掺量及不同紫外线老化时长下沥青的针入度与延度的变化规律,提出了纳米TiO_2合理掺量,并进行了沥青全断面断裂能量试验。研究结果表明:纳米TiO_2的合理掺量为0.8%,掺加0.8%纳米TiO_2的90#基质沥青和SBSI-C改性沥青在相同的紫外线老化条件下均比原样沥青拥有更大的全断面断裂能量,表明纳米TiO_2能够有效的提高沥青抗紫外线老化性能。     

温拌添加剂对沥青结合料PG分级的影响研究

采用室内试验量化分析了不同温拌添加剂对基质沥青和SBS改性沥青结合料PG分级的影响。结果表明:温拌添加剂对沥青结合料的PG分级影响程度取决于沥青和添加剂种类、添加剂含量和RTFOT老化温度等。石蜡基添加剂Sasobit对沥青结合料PG分级产生强化作用,在其典型掺量3%时,沥青结合料的PG分级上限、下限和中间温度可分别提高13.5、6.9和5.0℃。在正常掺量范围内,Aspha-min温拌添加剂对沥青结合料的PG分级上限、下限和中间温度影响不大。剔除个别异常数据,RTFOT老化温度163~133℃的变化对沥青结合料PG分级无显著影响。     

羽毛改性沥青流变性能与PG分级研究

为缓解有机废料大量堆积带来的环境污染,探究聚合物改性沥青材料的流变特性,将鸭羽毛生物颗粒(DFBP)添加到基质沥青中制备生物颗粒改性沥青(ADFBP);分别制备不同DFBP掺量的ADFBP与SBS改性沥青(SBSMA)进行对比,通过动态剪切流变试验和低温弯曲蠕变试验研究不同DFBP掺量对沥青流变性能与PG分级的影响。结果表明,DFBP的掺入使沥青获得更好的抗变形能力;相同改性剂质量分数下,DFBP掺量为2%时ADFBP的性能与3%掺量的SBSMA相同;DFBP掺量从2%增加到6%,ADFBP的PG分级从82-22提高到94-22,但储存稳定性显著下降,建议DFBP的最佳掺量取2%。采用DFBP制备ADFBP不仅可获得可持续且清洁的沥青路面,且由于生物颗粒代替SBS不会影响最终性能,能产生较好的经济效益。     

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。     

ZIGLER岩沥青改性沥青混合料的性能研究

岩沥青常被用作为沥青路面的添加剂,已在国内外一些工程中得到应用。本研究用韩国SK基质沥青和台湾CPC基质沥青分别对不同掺量岩沥青胶结料性能进行了比较分析。采用AC-25沥青混合料,基质沥青为韩国SK-70号沥青,分别对不同掺量岩沥青改性沥青混合料性能进行了比较分析,推荐了岩沥青的适宜掺量。     

天然岩沥青改性沥青混合料的性能研究

用韩国SK基质沥青和中国台湾CPC基质沥青分别对不同掺量岩沥青胶结料性能进行了比较分析。采用AC-25沥青混合料,基质沥青为韩国SK 70#沥青,分别对不同掺量岩沥青改性沥青混合料性能进行分析,通过比较推荐了岩沥青的适宜掺量。     

湖沥青及其改性沥青性能研究

为研究天然湖沥青对基质沥青的改性效果,采用特立尼达湖沥青作为改性剂,以国产AH-70#基质沥青为被改性材料,研究掺加湖沥青后的基质沥青的改性效果,通过针入度指数、当量软化点、当量脆点等感温性指标的测试,得出天然湖沥青对基质沥青的高低温性能都有明显改善;综合考虑工程实际、造价等因素,建议湖沥青掺加量为25%。     

ZIGLER岩沥青改性沥青混合料的性能研究

岩沥青为常用沥青路面的添加剂,已在国内外一些工程中得到应用。文中用韩国SK基质沥青和台湾CPC基质沥青分别对不同掺量岩沥青胶结料性能进行了比较分析。采用的AC-25沥青混合料、基质沥青为韩国SK70号沥青,分别对不同掺量岩沥青改性沥青混合料性能进行了比较分析,推荐了岩沥青适宜掺量。     

国产岩沥青与TB胶粉复合沥青性能及改性机理研究

采用室内针入度和PG分级双指标控制体系研究了青川岩沥青、TB胶粉掺量对Terminal Blend胶粉改性沥青性能的影响,采用荧光显微镜研究了天然沥青对TB沥青的增强作用和改性机理。基于车辙、MMLS1/3、低温弯曲、冻融劈裂和浸水马歇尔及四分点加载疲劳试验试验系统研究了青川岩沥青与TB复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,掺加青川岩沥青与SBS显著提高了TB沥青及其混合料的高温性能,同时在一定程度上保留了TB胶粉改性沥青低温性能突出的特点;掺加青川岩沥青后显著提高了TB胶粉改性沥青的PG高温分级,15%NES+15%TB+2.0%SBS、15%NES+20%TB+2.0%SBS、20%NES+15%TB+2.0%SBS三种改性沥青PG分级可达到PG88-28、PG82-28、PG88-28。SBS与TB岩沥青改性沥青高温性能和抗疲劳耐久性可达到甚至超过4.5%SBS改性沥青混合料,TB岩沥青复合改性沥青混合料可在夏炎热区和季节性冰冻区推广应用,将SBS与TB岩沥青复配可有效降低SBS掺量。综合考虑青川岩沥青与TB胶粉掺量对复合改性沥青高低温性能的影响,兼顾沥青混合料的高低温性能和抗疲劳性能,可优化出15%青川岩沥青+20%TB胶粉、20%青川岩沥青+20%TB胶粉、25%青川岩沥青+15%TB胶粉3种SBS与TB青川岩沥青复配方案。     

生物油再生沥青胶结料路用性能分析

为研究生物油再生沥青胶结料的路用性能，分析比较了基质沥青与生物油再生沥青胶结料的流变性质与化学特性。首先通过三大指标与黏度测试确定生物油在老化沥青中的最佳掺量；之后重点分析最佳生物油掺量下再生沥青与基质沥青的高温与疲劳性能，高温性能通过多应力蠕变回复试验（MSCR）测试，疲劳性能通过DSR时间扫描测试；最后利用红外光谱（FTIR）和凝胶渗透色谱（GPC）测试分析2种沥青的化学特性。研究结果表明：10%生物油可恢复老化沥青针入度与延度至基质沥青水平；基质沥青与10%生物油再生沥青的PG分级分别为PG64-16与PG70-16；MSCR结果表明再生沥青相比基质沥青具有较好的高温性能；N_f50指标表明再生沥青的抗疲劳性能较基质沥青胶结料更好，因为2种沥青模量相近，再生沥青的弹性组分含量更高；FTIR结果表明生物油稀释了老化沥青中高极性的亚砜基；GPC结果表明生物油降低了老化沥青中的大分子和小分子含量，改善了老化沥青分子量分散度。生物油改善了老化沥青的路用性能和化学特性，是一种较有潜力的沥青再生剂。     

聚氨酯改性沥青混合料配比设计及其路用性能

为改善基质沥青的路用性能,采用聚氨酯对基质沥青进行改性,测试基质沥青、SBS改性沥青和不同掺量聚氨酯改性沥青的基本指标,表明聚氨酯能够改善基质沥青的基本指标,确定了适宜的掺量范围为20%～30%。采用马歇尔方法进行聚氨酯改性沥青混合料级配设计,通过路用性能试验对4种沥青混合料的路用性能进行研究,试验结果表明:改性后沥青混合料路用性能有显著改善,高温性能尤其突出,30%掺量聚氨酯改性沥青混合料车辙动稳定度达11 000次/mm,动稳定度较基质沥青和SBS改性沥青混合料显著提升;当聚氨酯掺量超过30%时,混合料水稳定性受聚氨酯水解特性的影响会降低。     

纳米 Al2O3 改性沥青的制备及其性能研究

为了研究纳米Al2O3改性剂对A-70#基质沥青物理性能、流变特性的影响及其微观改性机理。基于室内试验制备了不同掺量（1%、2%、3%、4%、5%）的纳米Al2O3改性沥青,对其进行三大指标、黏度、流变、抗老化性能及其傅里叶红外光谱试验测试。结果表明：加入纳米Al2O3之后,基质沥青的软化点和黏度提高,针入度及延度下降,纳米Al2O3最佳掺量为4%。由流变试验结果可知,纳米Al2O3可以提升基质沥青的车辙因子,显著增强其高温稳定性,抗老化性能得以提升,但对低温抗裂性能不利。根据微观分析结果,纳米Al2O3与基质沥青之间既产生了物理变化,又有微弱的化学反应存在。     

有机类温拌橡胶沥青流变改性机理研究

研究发现在不影响工程性能的条件下,有机类温拌剂能够明显的改变橡胶沥青的流变性能,但是人们对于温拌橡胶沥青的流变机理的研究却很少。研究选取40目的胶粉和PG64-22基质沥青在室内制备胶粉掺量为18%（外掺）的橡胶沥青,并以Sasobit为温拌剂制备温拌橡胶沥青。研究测定了橡胶沥青以及不同Sasobit掺量的温拌橡胶沥青的粘度、高温性能和中低温性能,并通过一些非常规的试验,包括组分试验、差热试验（DSC）、红外光谱,从化学组分和分子结构角度对橡胶沥青以及温拌橡胶沥青进行微观分析。试验结果表明,Sasobit和橡胶沥青没有发生复杂的化学反应,但它能够影响橡胶沥青的组分含量以及各组分的聚集状态,从而改变橡胶沥青的流变性能。     

纳米膨润土改性沥青混合料路用性能试验研究

采用纳米级膨润土作为改性剂,通过室内试验研究了纳米级膨润土改性沥青混合料的高温抗变形性能,低温抗裂性能和水稳定性能。试验结果表明:纳米级膨润土改性沥青具有比基质沥青更好的抗车辙变形能力,显著提高了其高温稳定性,改性剂在最佳掺量情况下,动稳定度可以提高72%;与基质沥青相比,纳米级膨润土改性沥青的低温抗裂性能略有下降,但并不明显,仍满足规范要求;水稳定性试验表明:纳米级膨润土改性沥青明显提高了混合料的抗水损能力,在最佳掺量下可以提高10%左右;同时得到纳米级膨润土改性剂的最佳掺量在4%~5%之间。     

高掺量橡胶改性沥青性能研究及优选

橡胶沥青的掺量大小对沥青的性能和使用成本都有显著的影响。为了提高橡胶改性沥青掺量的同时兼顾其性能,本研究选择20%、30%、40%、50%4种掺量的橡胶改性沥青,通过温度扫描试验和弯曲梁流变试验评价不同掺量的橡胶改性沥青的高温性能与低温性能,并根据规范要求确定PG分级。通过拟合半对数坐标下车辙因子-温度曲线,对比了老化前后各个沥青的感温性。结果表明：高温流变性能方面,老化前后车辙因子大小均表现为40%RA>30%RA>50%RA>20%RA,当胶粉掺量超过40%以后,高温性能显著下降。随着胶粉掺量的提高,胶粉改性沥青的高温性能先上升后下降,考虑高温性能,则胶粉掺量不宜超过40%。从半对数坐标的拟合结果来看,掺量在20%～40%之间时,胶粉能提高沥青的温度稳定性。低温性能方面,随着胶粉掺量的提高,胶粉改性沥青的低温变形能力和应力松弛能力逐渐增强。综合温度扫描试验和BBR试验的结果,得到4种胶粉改性沥青的PG分级结果：20%RA为PG82-22,30%RA/40%RA为PG88-28,50%RA为PG82-34。综合考虑性能和经济性,在实际工程中较为推荐30%掺量和40%...     

Sasobit温拌改性沥青胶结料性能试验研究

为研究Sasobit温拌改性剂对沥青性能的影响,将ES70号和PJ130号2种基质沥青分别掺2％～6％的Sasobit并制备成沥青胶结料,进行旋转粘度试验、动态剪切流变试验和弯曲梁蠕变试验,并对Sasobit改性沥青进行性能分级（PG分级）。试验结果表明：Es和PJ沥青采用Sasobit改性剂改性后,其温度转折点分别在107％和105℃附近。随着Sasobit掺量的增加,改性沥青的车辙因子和蠕变劲度模量逐渐增大,变形速率减小。在2％～6％掺量范围内,Sasobit均能较大程度地提高ES和PI2种沥青的高温性能。Sasobit会较大程度地削弱ES沥青的低温性能,但对PJ沥青低温性能只有略微不利的影响。