基于正交试验阻燃降粘改性沥青影响因素分析

为了分析阻燃剂和降粘剂掺量及改性沥青制备时剪切速率和剪切温度对改性沥青性能的影响,在SBS改性沥青中掺入阻燃剂和Sasobit降粘剂,制备阻燃降粘复合改性沥青。根据正交试验设计方案,采用固体燃烧残留烧失量(LOI)试验和135℃粘度试验,对LOI和135℃粘度进行极差分析和方差分析,以确定阻燃降粘改性沥青对不同因素的敏感性及最佳改性方案。研究结果表明:随着阻燃剂含量的增加,LOI逐渐增大,阻燃效果增强;改性沥青粘度随着降粘剂的增加而降低;剪切速率越大,添加剂与沥青相溶性越好,改性沥青性能越好;本研究中阻燃降粘改性沥青的最佳改性方案是3%降粘剂、11%阻燃剂、5 000 r/min剪切速率和150℃加热温度。     

热管对沥青混凝土温度场调节的室内模拟

沥青混凝土在太阳光的照射下温度迅速上升,影响路面的高温稳定性。通过室内试验,采用红外光模拟太阳光照射,利用热管良好的传热特性,可将沥青混凝土内部的热量快速转移,有效降低路面内的升温速率。埋有热管的沥青混凝土试块内部升温速度小于未埋热管试块,且越接近热管热端的部位升温越慢,并增大路面降温过程中的降温速率;埋有热管试块的降温速度明显大于未埋热管试块,90 min时间内埋管试块的降温幅度约高出10℃,从而提高路面的热稳定性。     

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℃;...     

阻燃SBS改性沥青的制备及性能

研究了SBS对沥青的燃烧性能及复合阻燃剂对SBS改性沥青的阻燃性能与物理性能的影响,并通过动态剪切流变仪和DSC-TG试验对阻燃SBS改性沥青的流变性能和阻燃机理进行了分析。试验结果表明:SBS的加入使基质沥青的氧指数降低;复合阻燃剂可显著提高SBS改性沥青的阻燃性能,并可提高改性沥青的车辙因子和热储存稳定性;当添加的阻燃剂与基质沥青的质量比为10%时,改性沥青可成为自熄性材料,并具有较好的物理性能;复合阻燃剂的加入可提高改性沥青的热分解温度和开始燃烧温度。     

PHS1500热成形钢高温变形行为及其本构关系

通过热模拟拉伸试验研究了PHS1500热成形钢在600-800℃、0.001 s~(-1)-1 s~(-1)条件下的高温变形行为,以SELLARS模型理论为基础,建立了流变应力本构方程。分析高温应力-应变曲线表明,在高的应变速率和低的变形温度条件下,变形机制以加工硬化为主,峰值流变应力较大;在较低的应变速率及高温下,以动态软化为主,峰值流变应力相对较低。建立了本构模型,通过对比发现,本构方程预测结果与实测值吻合较好。     

表面改性纳米阻燃沥青最佳掺量及其性能表征

为提高阻燃沥青的存储稳定性及降低其对性能的影响至最小化，选择纳米阻燃材料并对其进行表面处理制备了新型纳米阻燃沥青。通过沥青基本性能（针入度、软化点、延度）及沥青氧指数试验确定了阻燃沥青的最佳掺量7%；随后借用扫描电镜及热分析试验仪器对阻燃剂的阻燃机理及改性特征进行表征。电镜结果表明，对非表面改性阻燃材料与表面改性阻燃沥青的微观结构对比发现经过表面改性的阻燃剂具有更佳的分散特性。而基于SBS改性沥青及其阻燃沥青的热重分析可知，添加阻燃剂可提高SBS改性沥青的热稳定性，添加阻燃剂后的改性沥青成碳量增加，主要是因为阻燃剂有助于沥青燃烧过程中形成致密炭层，阻碍氧气输入及外界能量的进入，隔断气体挥发物的逸出，实现阻燃及抑烟的效果。     

氢氧化镁对沥青流变及阻燃性能研究

氢氧化镁作为阻燃剂,能够降低沥青的流变性能。文中以70号基质沥青作为研究目标,探讨氢氧化镁对沥青流变性能的影响规律,分析综合热分析技术,研究氢氧化镁对沥青阻燃性能的影响。实验结果表明,氢氧化镁能提高沥青抵抗外力变形的能力,增大车辙因子,提高上限使用温度;氢氧化镁通过自身的吸热分解,使阶段II的热量释放降低至41.9%,显著减缓沥青的初始热解燃烧速率,并且还能在一定程度上影响阶段III和阶段IV,进而达到阻燃效果。     

氢氧化镁阻燃沥青热解特性及动力学分析

通过采用热重-差热同步分析仪研究了不同掺量Mg(OH)2阻燃沥青的热效应及其热解动力学特性,建立了沥青热解模型,并利用试验数据对模型进行了验证,计算结果与试验数据符合性较好,模型可对沥青和阻燃沥青的热解过程进行预测,对揭示沥青的热解机理和阻燃沥青配方设计提供了理论基础.     

掺钢渣SBS改性沥青混凝土自修复性能研究

为研究钢渣在沥青路面感应热自修复技术中的可行性,利用电磁感应加热方式对掺钢渣SBS改性沥青混凝土的路用性能进行了系统的试验,分析了试件的膨胀温度和升温速率,得出了裂缝愈合的最佳时机。结果表明:掺钢渣沥青混合料的路用性能满足规范要求;感应加热温度不超过95℃,否则试件会膨胀松散;沥青混合料平均升温速率随钢渣掺量和粒径的增加而提高;75℃可作为感应加热的最佳修复温度;综合试验结果,粒径1.0mm、掺6%的钢渣具有较好的力学性能和修复效率。     

沥青燃烧特性的试验研究

由于沥青具有易燃缺陷,一旦引燃,会在短时间内释放出大量的热、烟和毒气,并快速蔓延,为逃生和救援带来困难。该文针对隧道沥青路面火灾的危害,研究两种形式存在的沥青,结合对比样,通过试验和分析,明确了沥青材料的燃烧特性,燃烧机理。论证了沥青及沥青混凝土火灾过程的危害因素。研究证实,沥青材料在火灾过程中放热及发烟剧烈,放热量及发烟量大,释放的烟尘会造成可见度低;而以混合料形式存在的沥青虽然一定程度上难以燃烧,但其燃烧依然剧烈并伴有大量烟尘和热量。该研究可为进一步研制无毒、抑烟以及低放热、低发烟速率的沥青阻燃材料,从而为火灾发生时的救援和逃生创造条件并争取时间,降低火灾损失提供理论依据,可改善和提高公路隧道沥青混凝土路面的运行安全。     

沥青混合料小梁蠕变试验与数值分析

蠕变性能是评价沥青混合料的重要指标之一。利用三分点小梁弯曲试验对沥青混合料的蠕变性能进行研究,探讨加载水平对蠕变曲线的影响。通过对试验蠕变曲线的拟合,获取沥青混合料的粘弹性参数,利用有限元方法对沥青混合料小梁的弯曲蠕变试验进行数值模拟,得出不同温度及不同荷载条件下沥青混合料小梁蠕变规律,并与试验结果进行比较。研究表明,同一温度下,随着应力水平的增大,永久变形会随之增大,且稳定期应变发展速率也会增大;粘弹性数值分析结果与试验结果吻合良好,可以反映沥青混合料蠕变前2个阶段的变形特征。     

高原寒冷地区沥青混合料劈裂强度影响因素

针对青藏高原地区的气候特点,试验分析了油石比、温度、加载速率等对沥青混合料劈裂强度的影响。结果表明,不同温度条件下,油石比对沥青混合料劈裂强度的影响有所不同。高温时,沥青混合料劈裂强度随油石比的增大而波动变化,但影响较小;常温时,劈裂强度随油石比的增大呈抛物线形变化,出现峰值;低温时,劈裂强度随油石比的增大呈增大趋势。在相同的加载速率下,劈裂强度随温度的升高而减小。在常温及高温条件下,劈裂强度最大值及其对应的油石比均随温度的升高而减小。-10℃时的劈裂强度对加载速度的变化比较敏感。     

DBDPE-Sb2O3协同阻燃沥青的性能与机理

为分析DBDPE-Sb2O3协同阻燃沥青的性能及其阻燃机理,采用动态剪切流变仪试验、弯曲梁流变试验、限氧指数试验、锥型量热仪试验和热重-热差试验的方法,研究了DBDPE-Sb2O3阻燃剂对SBS改性沥青路用性能、阻燃性能与热稳定性的影响。结果表明:DBDPE-Sb2O3阻燃剂提高了SBS改性沥青的稠度和高温抗变形能力,降低了SBS改性沥青的塑性和低温抗开裂性能;DBDPE或Sb2O3单独使用对SBS改性沥青极限氧指数和最大烟密度延缓时间提高的不明显,但DBDPE-Sb2O3复配使用显著提高了SBS改性沥青的极限氧指数和最大烟密度延缓时间,显著降低了SBS改性沥青路面的热释放速率、总释放热量和总烟产量;沥青分解全过程,DBDPE与Sb2O3反应生成的高密度气态SbBr3隔离了燃烧区氧气,有效抑制了SBS改性沥青的热解与氧化;DBDPE-Sb2O3阻燃剂提高了SBS改性沥青的高温性能和阻燃抑烟性能,降低了SBS改性沥青的低温性能,其掺量为4%~8%时,可使SBS改性沥青具有较好的路用性能和阻燃抑烟性能;DBDPE与Sb2O3协同对SBS改性沥青起气相阻燃作用,复配使用显著提高了SBS改性沥青的阻燃性能,且对SBS改性沥青路面起到了良好的阻燃效果。     

新-旧沥青界面再生流变特征及分子动力学模拟研究

为扩展研究新-旧沥青界面再生融合行为的方法,量化表征界面再生融合速率、融合程度等参数,通过构建新-旧双层沥青试样模型,分别基于动态剪切试验(DSR)测试试样界面的再生流变特征,基于分子动力学系统(MS)模拟试样界面的再生机制和过程,同时验证不同试验条件下试样界面再生流变特征测试结果。研究结果表明:随着新添沥青标号的增加,新-旧沥青界面再生融合程度显著增大,再生融合速率明显提高;随着加热时间的增加,新-旧沥青界面再生融合程度逐渐增大,但再生融合速率呈指数递减;随着加热温度的增加,高标号新添沥青的界面再生融合程度和界面再生融合速率均呈线性增大,而低标号新添沥青呈抛物线形增大;分子动力学系统模拟计算结果与动态剪切流变特征实测结果具有较好的关联性,表明选取的分子结构模型和计算参数合理,采用分子动力学技术模拟新-旧沥青界面再生融合行为的方法和思路是可行的。     

基于Han曲线的橡胶沥青结合料相态结构研究

根据橡胶沥青结合料的动态剪切流变试验变异性大的缺点,采用不同平行板间隙和不同目数的胶粉,研究不同温度和频率扫描下,橡胶沥青的复数剪切模量、相位角和相分离温度。结果表明:采用10%最大复数剪切模量作为橡胶沥青结合料动态剪切流变试验的应变控制条件能保证其结果符合线黏弹性假设,采用2 mm平行板间隙能获得试验结果的可重复性;随着橡胶粉粒径的减小,高温条件下橡胶沥青结合料Han曲线斜率逐渐增大,100目细度橡胶粉改性沥青出现相分离温度为70℃,而40,60目及80目胶粉制备的改性沥青相分离温度为60℃;不同温度-频率谱条件下的存储模量曲线出现平台区的温度与Han曲线所反映的相分离温度一致。     

橡胶沥青低温延度影响因素研究与分析

采用40目废胎胶粉和70#基质沥青,在不同试验条件下进行5℃低温延度试验,重点研究不同试验条件对橡胶沥青低温延度的影响。结果表明:胶粉掺量、反应时间、基质沥青以及拉伸速率对橡胶沥青胶结料低温延度影响较为明显;随着胶粉掺量增加、反应时间延长,橡胶沥青5℃延度均呈增长趋势;基质沥青对橡胶沥青低温延度影响较为明显;相同温度下,低拉伸速率的延度明显高于高拉伸速率延度,平均高出2 cm以上,采用1 cm/min的拉伸速率,对不同性能橡胶沥青具有更佳的区分效果。     

隧道阻燃沥青及混合料阻燃性能评价

该文在阻燃沥青混合料阻燃效果评价方法分析的基础上,探索两种不同制备工艺的阻燃沥青混合料烘烤试验和马歇尔试件燃烧试验,来评价阻燃沥青混合料的阻燃效果。并通过阻燃沥青和改性沥青对比试验,分析其烟气排放量和经济性。     

泡沫沥青温拌混合料与热拌混合料性能对比研究

为获得性能优良的泡沫沥青混合料,通过试验建立多个温度和发泡用水量的膨胀率-半衰期关系曲线,得出取得最佳发泡参数的方法,从而确定最佳发泡温度和发泡用水量;通过试验建立泡沫沥青和未发泡热沥青混合料空隙率与温度之间的关系,采用等空隙率法确定泡沫沥青温拌混合料成型温度;采用未发泡热沥青和泡沫沥青,分别在135、115℃条件下制...     

密实型沥青混合料裂缝感应热自愈合性能研究

为给沥青路面电磁感应自修复技术提供参考依据,通过掺加钢丝绒制备了可用于感应加热的密实型沥青混合料小梁,研究其裂缝感应热自愈合性能。对不同类型、不同掺量钢丝绒的混合料试件进行了电磁感应加热试验,研究了感应加热试件的升温速率,并进一步开展了裂缝自愈合能力试验以及混合料的路用性能试验,对混合料进行了综合优化设计。研究结果表明:电磁感应加热是对混合料中的沥青加热而非集料加热,热量由沥青胶结料转移到集料中,加热迅速,能耗低;加热温度不能高于100℃,否则混合料会膨胀松散;钢丝绒越长,掺量越高,密实型钢丝绒沥青混合料试件的电磁感应平均加热速率越高;2~#钢丝绒(6.5mm)掺量为4%的试件在顶面加热至90℃时表现出最佳的愈合率(96.7%),顶面加热至75℃时同样具有理想的愈合率(95.4%),且此温度下能够节约能耗和避免试件松散;2~#钢丝绒(3.5mm)掺量为2%的密实型沥青混合料具有最优良的路用性能;结合混合料路用性能和感应热自愈合能力分析,2~#钢丝绒(3.5mm)掺量为4%的密实型沥青混合料在顶面电磁感应加热到75℃时具有94.6%的理想自愈合率和良好的路用性能,且能耗经济。     

基于非线性方程的高粘沥青热氧老化性能研究

针对高粘沥青热氧老化研究的不足,利用TPS制备高粘改性沥青,采用旋转薄膜烘箱进行老化,测试不同老化时间下的5℃延度、软化点、针入度及135℃粘度,根据试验结果建立TPS高粘沥青热氧老化方程,并对其不同时刻的老化速率进行计算.研究结果表明:TPS高粘改性沥青老化性能可以采用非线性方程进行预测,并可以计算各老化时间下的老化速率;TPS高粘沥青的热氧老化存在最终老化量,老化速率最终为0;TPS的改性对于沥青降低热氧老化中软化点和135℃粘度最终衰减比例的能力有一定的提升作用;但对沥青5℃延度随老化时间的损失率有一定的加速作用.