石墨烯改性沥青流变性能及其博格斯流变模型研究

沥青是一种黏弹性材料,在高温条件下沥青的弹性成分会逐渐减少,而黏性成分却逐渐增加,提高了沥青的流动性,当受到反复载荷后沥青混凝土的结构会发生变化并最终导致车辙等病害的发生。石墨烯是一种具有优良力学特性的二维碳材料,有着广泛而重要的应用前景,因此拟尝试在沥青中掺加石墨烯,来改善沥青在高温时的组分变化和流动状态,从而提高沥青混凝土在高温时的流变性能。结果表明:石墨烯的加入提高了沥青的瞬时弹性,而降低了其中的黏性成分,使得改性沥青在整个频率范围内拥有良好的流动和抗变形能力。在夏季高温辐照环境下,掺加石墨烯的沥青混凝土路面经过载荷反复碾压后仍拥有良好的抗车辙等抗变形能力,可以减少后期沥青路面维护的成本,有效延长沥青混凝土的路用性能和服役寿命。     

TPS改性沥青流变性能研究

为了研究TPS改性沥青的性能,采用DSR流变性指标,通过温度扫描、频率扫描试验,研究了基质沥青、SBS改性沥青及不同掺量下TPS改性沥青的流变性能。试验表明,TPS改性剂对改性沥青高、低温性能、抗疲劳特性的提高有较大的影响,并通过试验得出了TPS最佳掺量。     

岩沥青改性沥青流变性能研究

利用流变学理论对沥青的高低温性能进行研究是近年来发展的方向,将不同掺量的青川岩沥青掺入克拉玛依90号基质沥青进行改性,利用DSR和BBR对老化前后的沥青进行流变特性的分析,结果表明,岩沥青的掺入对沥青的高温性能有所提升,而低温性能则相应地降低,综合考虑5组沥青的流变特性分析,建议岩沥青的掺量不宜超过12%。     

多聚磷酸改性沥青流变性能

为研究多聚磷酸(PPA)对沥青性能的影响规律与作用机理, 采用四组分分析试验和沥青三大指标试验研究了PPA对不同基质沥青化学组分的影响, 基于动态剪切流变仪(DSR)开展了沥青温度扫描试验与频率扫描试验, 分析了不同配比的PPA改性沥青、PPA/SBS改性沥青与PPA/橡胶粉改性沥青在不同温度、不同动态频率加载条件下的流变性能变化趋势。分析结果表明: 随着PPA含量(质量分数, 后同)的增加, 沥青质含量逐渐提高, 油分(饱和分与芳香分)含量减小, 沥青逐渐由溶胶结构转变成溶-凝胶结构, 沥青高温性能逐渐增强; PPA改性沥青的高温性能与基质沥青的沥青质含量相关, 沥青质含量大的基质沥青经PPA改性后其沥青质含量提升最大, 针入度降低最多, 具备更好的高温性能; 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青掺入PPA后, 其抗车辙因子分别提高了1.0~8.2、0.8~13.9与2.9~19.7 kPa, 表明PPA可有效改善基质沥青、SBS改性沥青和橡胶粉改性沥青的高温、感温及流变性能, 增强沥青的弹性特征, 提高其抵抗剪切变形能力; 与单一改性沥青相比, PPA复合改性沥青的流变性能改善效果更为明显, PPA与聚合物改性沥青之间存在良好的相容性; 随着PPA含量的增加, 沥青10℃延度逐渐降低, 当PPA含量为1.5%时, 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青10℃延度分别下降77%、64%与39%, 表明PPA对沥青的低温性能存在一定负面作用, 建议PPA含量不宜超过1.0%;PPA/SBS改性沥青最佳复配比为1.0%PPA复配3%SBS, PPA/橡胶粉改性沥青最佳复配比为0.75%PPA复配15%橡胶粉。     

TLA改性沥青的高温流变性能研究

采用动态力学分析方法对基质沥青和TLA改性沥青的高温动态流变性能进行研究,测定了一定温度和频率范围内的动态流变性能参数,并通过分析TLA掺量不同的改性沥青的动态性能参数变化规律来分析TLA对沥青的流变性能的影响,结果表明：加入TLA后沥青复数模量增大,相位角减小,沥青的车辙因子相应增大.     

关于布敦岩改性沥青流变性能研究

为研究布敦岩沥青掺量对70~#道路石油沥青性能的影响,分别对掺加0%、15%、20%、25%和30%布敦岩沥青的70~#道路石油沥青的高温性能、低温性能和温度敏感性能进行测试。试验结果表明:掺加BRA后,70~#道路石油沥青的针入度减小、软化点升高、延度值降低、粘度值增大,当BRA的掺量在15%~25%之间时,BRA改性沥青的温度敏感性能与SBS改性沥青相接近。当BRA的掺量为30%时,70~#道路石油沥青的粘度值仍小于SBS改性沥青。70~#道路石油沥青的车辙因子随着BRA掺量的增加而逐渐增大,而低温性能变差。当BRA的掺量在20%~25%之间时,BRA改性沥青的高温性能与SBS改性沥青相差不大。并建议BRA的掺量宜在25%左右。     

氧化石墨烯复配多聚磷酸改性沥青流变特性及抗热氧老化性能

采用动态剪切流变(DSR)、多重应力蠕变恢复(MSCR)及弯曲梁流变(BBR)试验,研究了掺加氧化石墨烯(GO)、多聚磷酸(PPA)及其复配改性沥青老化前后的流变特性与抗热氧老化性能,并通过凝胶渗透色谱(GPC)分析了沥青不同热氧老化状态下的分子量。结果表明：掺加氧化石墨烯、PPA能显著改善沥青的高温抗变形能力和弹性变形恢复能力,与SBS改性沥青相比,氧化石墨烯复配PPA改性沥青老化前后的抗车辙因子更大,不可恢复蠕变柔量更小,且老化前后各项指标变化幅度更小,其高温抗变形能力、弹性恢复性能及抗高温热氧老化性能优于SBS、SBR改性沥青;通过氧化石墨烯复配PPA显著降低了老化前后沥青的劲度模量及老化后劲度模量的增幅,有效改善了沥青的低温抗变形能力及抗低温老化性能,其低温抗裂性能与SBR改性沥青相当;老化前后氧化石墨烯复配PPA改性沥青不同分子量的分布区域更窄,RTFOT、PAV老化后,氧化石墨烯复配PPA改性沥青的分子量(M_w、M_n)及分散系数d的变化幅度相较于SBS、SBR改性均更小,其抗热氧老化稳定性更强。     

基于流变性能的SBS改性沥青老化动力性能研究

应用老化动力学模型,建立了基于复数模量的老化动力学方程。通过对SBS改性沥青和基质沥青的流变性能试验,验证了在沥青材料老化过程当中,复数模量与老化反应的反应物浓度成反比的假设。根据假设求得了基于复数模量的老化动力学常数,并采用实测数据对老化动力学方程进行检验。结果表明:SBS改性沥青具有较高的反应活化能,具有较好的抗老化性能,实测数据能够较好的与理论计算数据吻合,采用复数模量建立老化动力学方程是合理的,并且更能反映沥青在老化过程当中流变学状态的变化。     

基于流变性能的SBS改性沥青老化动力性能研究

应用老化动力学模型,建立了基于复数模量的老化动力学方程.通过对SBS改性沥青和基质沥青的流变性能试验,验证了在沥青材料老化过程当中,复数模量与老化反应的反应物浓度成反比的假设.根据假设求得了基于复数模量的老化动力学常数,并采用实测数据对老化动力学方程进行检验.结果表明:SBS改性沥青具有较高的反应活化能,具有较好的抗老...     

纳米ZnO改性沥青技术性能的研究

通过高速剪切共混法制备了一系列不同纳米ZnO掺量的改性沥青,并对其进行软化点、针入度、低温延度及感温性能等试验,以探究纳米ZnO对沥青的改性效果及机理。试验结果表明,纳米ZnO能够吸附沥青中的轻质组分,可提高沥青体系的黏度,从而显著改善沥青的高温性能和感温性能,但对沥青在低温条件下的延展性及脆性有不利影响。     

纳米碳酸钙改性沥青及混合料性能研究

对纳米碳酸钙改性沥青及沥青混合料进行了一系列室内试验,包括沥青的技术性能试验、沥青混合料的马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验和残留稳定度试验等.结果表明:在沥青中掺入8%的纳米碳酸钙,可使沥青及沥青混合料的高温性能得到明显的改善,且掺加工艺简单方便、价格低廉,值得推广应用.     

SBR/BRA复合改性沥青流变性能试验研究

将SBR-1和SBR-2两种橡胶改性剂加入BRA改性沥青中制备SBR/BRA复合改性沥青,采用布氏旋转粘度试验、DSR和BBR试验,对不同SBR-1和SBR-2掺量(0％、2％、4％、6％、8％)的SBR/BRA复合改性沥青的高温抗剪切变形能力、低温抗裂性和抗疲劳性能进行评价.试验结果表明,SBR-1和SBR-2都可提...     

硅藻土改性沥青胶浆高低温流变性能试验研究

对老化前后不同硅藻土掺量的硅藻土改性沥青胶浆进行动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验,研究硅藻土改性沥青胶浆的高低温流变性能。试验结果显示,随着试验温度的升高,硅藻土改性沥青胶浆的高温性能逐渐降低,老化使沥青胶浆的高温性能削弱;随着硅藻土掺量的增多,沥青胶浆的相位角逐渐减小,复数模量和车辙因子逐渐增大,沥青胶浆的高温性能得到提升。用蠕变劲度评价硅藻土改性沥青胶浆低温性能时,硅藻土掺量越多对低温性能越不利,而m值随硅藻土掺量的增大表现出先减小后增大的变化趋势,建议用m值评价硅藻土改性沥青胶浆的低温性能。     

SBS改性沥青流变性能影响因素的试验研究

大量的研究表明，采用改性沥青材料铺筑的路面其使用性能与改性沥青的流变性能密切相关。因此，研究SBS改性沥青的流变性能就显得尤为重要。     

布敦岩沥青改性沥青高温动态流变性能研究

采用动态剪切流变仪对布敦岩沥青(BRA)改性沥青高温动态流变性能进行试验研究。结果表明,BRA改性沥青的温度敏感性随岩沥青掺量的增加而降低;岩沥青掺量达到20%时,BRA改性沥青的PG分级要高于基质沥青一个温度等级;掺量达到40%时,BRA改性沥青的车辙因子接近于SBS改性沥青;车辙试验结果与车辙因子关系表明岩沥青掺量的增多提高了沥青混合料的动稳定度,车辙因子适用于评价BRA改性沥青的高温性能。     

OPW/橡胶粉复合改性沥青的流变性能研究

为扩大废弃物在沥青路面材料的应用范围,通过氧化聚乙烯蜡(OPW)和橡胶粉对道路石油沥青进行复合改性。采用布氏黏度试验、多重应力蠕变恢复(MSCR)试验、弯曲梁流变仪(BBR)试验和储存稳定性试验,研究了OPW/橡胶粉复合改性沥青的流变性能。试验结果表明,添加OPW降低了橡胶改性沥青的黏度和不可恢复蠕变柔量,而提高了其弹性恢复率,表明OPW能改善橡胶改性沥青的弹性恢复能力和抗车辙性能,并能降低其混合料的拌和与压实温度;加入OPW使橡胶改性沥青的低温性能略微下降,但能改善其储存稳定性。复合改性沥青的最佳掺量为：15%橡胶粉+6%OPW。基于OPW/橡胶粉复合改性沥青的流变性能研究,为绿色耐久性沥青路面材料制备技术提供了新视角,验证了OPW作为新型温拌剂的应用潜力。     

PCBs粉末改性沥青流变性能及相容性

采用了动态剪切流变仪的温度扫描和频率扫描方法、低温弯曲蠕变劲度试验、离析试验等方法对废旧印刷线路板粉末(Printed circuit boards,PCBs)掺量为0%、6%、12%、18%的沥青试样的高低温流变性能及相容性进行了研究,结果表明:随着PCBs粉末掺量的增加,沥青的复数模量G*有明显增大,相位角小幅降低,车辙因子G*/sinδ得到了提高,60℃零剪切粘度明显提高,高温流变性能得到显著增强;劲度模量S值在增大,蠕变速率m值在减小,沥青的低温抗裂性能变差;PCBs粉末与基质沥青的相容性在逐渐变差,其中6%的最好,12%的次之,并且与6%的接近,18%的最差.     

纳米TiO2改性沥青抗光老化性能研究

选用纳米TiO2对沥青进行改性。采用自制紫外光源环境箱对基质沥青和改性沥青进行紫外线光老化试验,根据光老化前后沥青性能指标的变化,研究纳米TiO2对提高沥青抗光老化性能的作用。结果表明,紫外光照射后,改性沥青的低温延度明显高于基质沥青,且光照前后软化点的变化率也低于基质沥青,说明掺入纳米TiO2能明显提高沥青的抗光老化能力。     

纳米TiO2改性沥青抗光老化性能研究

选用纳米TiO2对沥青进行改性.采用自制紫外光源环境箱对基质沥青和改性沥青进行紫外线光老化试验,根据光老化前后沥青性能指标的变化,研究纳米TiO2对提高沥青抗光老化性能的作用.结果表明,紫外光照射后,改性沥青的低温延度明显高于基质沥青,且光照前后软化点的变化率也低于基质沥青,说明掺入纳米TiO2能明显提高沥青的抗光老化...