温度变化对多组分环氧沥青混合料粘度的影响研究

固化进程中,多组分环氧沥青混合料体系的粘度是时间(t)和温度(T)的二元函数。通过实验室恒温条件下粘度试验,首先建立了恒温体系下的多组分环氧沥青的粘度变化模型;其次,通过对南京市玄武大道快速化改造工程中水泥混凝土桥桥面铺装施工过程中有关数据的分析,探讨了施工过程中温度变化对多组分环氧沥青混合料体系粘度增长的影响,并进一步建立了粘度增长修正模型。文章的研究成果可为合理配备压实机械与改进多组分环氧沥青施工工艺提供理论指导。     

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。     

环氧沥青混合料强度的时温依赖性

分析了环氧沥青化学反应机理及强度增长特征，并根据固化进程中环氧沥青体系黏度增长规律，建立其强度的时温模型，进而研究了促进剂的含量对强度增长的影响。依据等温养生试验，解析强度方程参数，并采用强度方程对自然养生的强度进行预测。结果表明：理论预测强度和实际强度较为吻合；混合料强度增长主要与结合料体系的黏度增长有关；该方法可用于实体铺筑环氧沥青混合料的强度预测，并确定实际养生期限以及开放交通的时间。     

环氧沥青流变特性及施工容留时间研究

为了准确获得环氧沥青混合料在不同温度条件下施工容留时间,基于材料流变理论,采用Andrade经验公式和Arrhenius公式建立了环氧沥青体系黏度在不同温度条件下黏度-时间增长模型,结合该模型并通过试验确定了环氧沥青混合料施工容留时间。结果表明:环氧沥青混合料可施工的体系黏度节点为3Pa·s,且通过模型预测的施工容留时间与实际测试结果较为吻合,可有效地指导实际施工。     

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。     

闵浦大桥环氧沥青混凝土铺装施工时温节点研究

针对闵浦大桥环氧沥青混凝土钢桥面铺装工程,根据环氧沥青的性能特点,通过室内试验对环氧沥青混凝土的时温节点进行研究,确定了环氧沥青的粘度发展规律、容留时间范围、强度增长规律．研究结果表明环氧沥青满足闵浦大桥钢桥面铺装的施工技术要求。研究成果可为即将进行环氧沥青混凝土铺装的大跨径钢桥面施工提供技术指导。     

环氧沥青的化学流变特性研究

黏度是影响环氧沥青混凝土施工控制的主要因素之一,利用Brookfield旋转黏度计测试了不同温度下环氧沥青随时间增长的黏度值,得到了各温度下的黏度—时间增长和增长率曲线,并分析了各温度下的黏度—时间增长与增长率之间的变化规律;而后,基于化学流变理论,采用双阿累尼乌斯方程建立了环氧沥青的黏度预估模型,对比研究了预估模型的黏度值与试验值之间的关系。研究结果表明,所提出的环氧沥青黏度预估模型能较好地预估黏度增长,黏度增长率曲线与黏度增长曲线形式类似。     

环氧胶粘剂在不同固化条件下的凝胶化时间研究

选用脂肪族类、脂环族类、低分子聚酰胺3种多胺型固化剂,分别与双酚A型环氧树脂(E-51)按一定比例均匀掺配进行常温固化,用Brookfield旋转粘度计测得30、40℃等温条件下固化反应过程中粘度值,分析粘度随时间变化的二维关系;通过室内试验测定30℃恒温下环氧胶的凝胶时间,以该凝胶时间对应的粘度值为控制指标,得出40℃恒温下对应凝胶时间;分析不用温度、不同固化剂对固化产物的影响,提出施工建议并通过凝胶时间对比3种固化剂的优劣。     

环氧沥青固化效果研究

环氧沥青固化剂的种类多种多样,但效果各异.为了保证环氧沥青混合料的性能及施工能满足各种工况要求,在凝胶之前必须完成卸料、摊铺、碾压等一系列工艺.该文对市面上使用较多的几种固化剂进行了研究和对比,分析了时间、温度和拌和工艺对固化效果的影响.     

旧料特性对热再生沥青混合料压实性能的影响研究

为了研究热再生沥青混合料的压实特性,采用旋转压实试验,通过对2种类型再生料的密实曲线计算所得的斜率K1和K2、压实能量指数CEI、交通密实指数TDI1和TDI2分析各旧料在不同加热温度和掺量下对再生料压实特性的影响。结果表明:1)旧料加热温度升高能提升旧沥青与新沥青的融合,可增加再生料中沥青的粘度,但并非旧料加热温度越高再生料越容易压实,在100℃、120℃和140℃三种温度条件下,120℃掺加旧料的再生料更易压实;2)旧料掺量越大,再生料越难压实,但使用过程中其抗变形能力越好;3)AC-20普通沥青再生混合料更易压实,但抗变形能力明显不如AC-13改性沥青再生混合料。     

环氧沥青混合料的弹性性能预测

环氧沥青混合料的弹性模量和环氧沥青的模量密切相关。为了优化环氧沥青配方设计,采用蒙特卡洛法模拟产生符合实际分布特性的集料模型,设计出了不同集料体分比的数值试验,并获得了环氧沥青混合料弹性性能预测方程。经验证,随着玛蹄脂模量的增长,混合料的模量也随之增长,但增幅逐渐减小;对于相同的玛蹄脂模量,随着集料用量的增加,则混合料的模量也随之增加。环氧沥青混合料弹性模量的预测值与试验值相关性很高,由于混合料模量为弯拉模量,而结合料采用压缩模量,实际预测值较试验值略高,但总的预测结果可以满足工程实际要求。     

不同温拌剂对沥青路用性能的影响

为研究不同类型温拌剂对于沥青性能的影响,选择常用降黏型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Aspha-min分别加入到基质沥青和SBS改性沥青中,通过针入度、软化点、延度及黏度试验,研究对比这两类温拌剂对沥青感温性能、高低温性能及黏滞性的影响.由等黏温度定理,推算出部分温拌沥青混合料的施工温度,并以此对比分析其降温效果....     

重载交通沥青混合料的压实特性探讨

用旋转压实剪切实验机（GTM）设计方法设计的沥青混合料和粗密级配沥青混合料与一般沥青混合料相比，其压实要求高，压实难度大，压实是成功铺筑重载交通沥青混合料的关键因素，从适合的压实限制、压实空间（层厚与集料粒径大小关系）、压实温度和压实作用等几个方面探讨了以防止车辙为主的重载交通沥青混合料的压实特性。     

关于间断半开级配沥青混合料加罩旧水泥混凝土路面压实工艺的探讨

简要介绍了间断半开级配沥青混合料的两种压实工艺以及压实度的过程控制方法;通过试验段分析了混合料在两种压实工艺作用下的压实效果;总结了适用于间断半开级配沥青混合料的压实工艺要点。     

多级矿料-沥青体系的颗粒特性、界面效应及迁移行为研究进展

沥青混合料是多级多相颗粒性材料,其复杂的颗粒特征、界面效应和迁移行为决定了离析特性、压实效果与力学响应。为了解析沥青混合料的微细观作用机理,为混合料组成优化设计、施工控制及性能预测提供理论基础,进而提升沥青路面的耐久性,综述了国内外学者在矿料-沥青体系的研究成果,并将摊铺、压实、服役阶段的沥青混合料分别看作不同状态及迁移自由度的矿料-沥青体系。首先,针对矿料体系的颗粒特性,分析了颗粒几何形态以及尺寸效应对沥青混合料性能的影响,给出了多级矿料复合几何特征表征方法。其次,针对松散态的矿料-沥青体系,梳理了矿料颗粒体系的接触摩擦特性、界面交互作用等细观特征,介绍了沥青混合料的离析行为评价方法,分析了颗粒迁移行为对离析倾向的影响,并讨论了离析形成机理;针对沥青混合料的压实过程,描述了动态压实特性与颗粒的迁移行为,分析了矿料几何特征、矿料-沥青界面效应对颗粒迁移行为的影响,从内部颗粒迁移角度讨论了沥青混合料的压实过程;针对压实成型的沥青混合料,介绍了矿料-沥青体系的颗粒迁移行为,并分析了颗粒微迁移特性对沥青混合料力学强度的影响。最后,将运输摊铺过程的松散态、压实过程中的错动态、服役过程中的成型态...     

大型公路隧道防火沥青面层的设计

通过室内性能试验与模拟燃烧试验对水泥混凝土、AC、SMA和OGFC几种路面材料的路用性能、沥青含量和防火性能进行对比分析。研究结果表明,利用高粘度改性沥青配制的OGFC-13动稳定度达到7000次/mm以上,飞散损失仅为4.25%,构造深度在1.7mm以上,结构稳定,抗滑性能好;同时OGFC面层沥青用量少,其大空隙率结构可有效控制汽油燃烧的火势,防火性能甚至优于水泥混凝土路面。用高粘度改性沥青配制的OGFC更适于作为大型公路隧道沥青面层材料。     

温拌沥青混合料压实特性的研究

通过Superpave旋转压实法与马歇尔击实法分别制作温、热拌沥青混合料试件,分析温拌和热拌混合料的指标参数变化以及变化机理。试验结果表明:温、热拌沥青混合料的体积参数以及冻融劈裂强度等都有变化,其中温拌沥青混合料指标变化幅度要明显大于普通热拌沥青混合料。这说明前者比后者具有更好的可压实性,更适合揉搓方式进行压实。实际工程碾压时,适当地增加胶轮碾压,在碾压工艺中的比例会达到更好的压实效果。     

SBS改性沥青等黏原则的改进

普通沥青混合料按照ASTM D2493的等黏原则可以确定沥青混合料的施工温度,但不适宜于改性沥青混合料。通过4种SBS改性沥青混合料在不同压实温度下的旋转压实试验建立毛体积相对密度与压实温度的关系,由此得到混合料最佳压实温度,根据该最佳压实温度下的黏度与剪切速率关系,得到黏度0.28 Pa.s对应的剪切速率大约在60 s-1。由此建议改进的改性沥青等黏原则测黏剪切速率为60 s-1,而不是ASTM D2493规定的6.8 s-1,结果表明新方法确定的改性沥青混合料施工温度可降低10℃以上。