沥青自愈合阶段组分扩散的分子动力学研究

为了研究沥青在自愈合时各组分的扩散行为,采用分子模拟的方法,利用沥青四组分分析法建立沥青分子模型,并用沥青分子建立裂缝模型.模拟了不同温度、压强和老化条件下沥青四组分在愈合时的扩散过程,得到愈合模型的密度和均方位移曲线,并模拟计算了各组分的扩散系数.结果 表明:沥青裂缝模型愈合分为3个过程,分别是密度恢复阶段、结构恢复...     

泡沫沥青冷再生混合料路用性能综合评价

为进一步科学化评价泡沫沥青冷再生混合料路用性能,对比分析了不同泡沫沥青含量下泡沫沥青冷再生混合料各项路用性能指标.选取了劈裂强度、干湿劈裂强度比、动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度和疲劳寿命等6项技术指标作为评价指标,建立了基于功效系数法的泡沫沥青冷再生混合料路用性能评价模型,科学评价了泡沫沥青冷再生混合料路用性能,并确定了泡沫沥青冷再生混合料中泡沫沥青的最佳含量.结果表明:沥青最佳发泡条件为:温度155℃,用水量3.0％;最佳含水率为6.8％;基于功效系数法的泡沫沥青冷再生混合料路用性能综合评价体系较为准确、可靠,5种方案总功效系数大小顺序为A3>A2>A4>A1>A5;泡沫沥青含量为3.0％时,泡沫沥青冷再生混合料的路用性能相对更好.     

基于非接触式方法的沥青发泡评价指标研究

针对现有泡沫沥青评价指标——膨胀率和半衰期用于评价泡沫温拌沥青发泡效果存在不足,在基于激光测距仪、数码相机等设备的非接触式试验方法上提出采用泡沫直径、尺寸分布、消泡速率评价泡沫温拌沥青发泡效果。试验结果表明:泡沫直径受用水量影响比沥青温度大,印证了用水量比沥青温度对沥青发泡效果影响更大;90 s泡沫尺寸分布最集中,符合沥青发泡中泡沫稳定机理;消泡速率k值随用水量增大增加,印证了随用水量增加半衰期减小的结论;此外,从消泡速率变化情况表明泡沫沥青在拌合、运输、摊铺碾压阶段均可提高沥青混合料和易性。非接触试验方法与3个指标相结合能较准确的表征沥青发泡的整个过程,更好的评价发泡效果,有助于按照实际泡沫温拌沥青施工要求找到最佳的拌合时间点、发泡温度、用水来量等条件。     

泡沫沥青作用机理及其再生混合料路用特性研究

首先分析了泡沫沥青的作用机理及影响因素,其次对其配合比进行设计,得到最佳拌合用水量,最后通过室内试验研究泡沫沥青混合料的路用性能,研究结果表明：发泡温度一定时,随着用水量的增加,泡沫沥青的膨胀率增加和半衰期减少,A-70基质沥青的最佳发泡温度为160℃,最佳发泡用水量2.7%;级配改善后泡沫沥青再生混合物的最佳拌合用水量为3.8%;水泥含量为1%～4%时,泡沫沥青再生混合料的抗压强度逐渐增加,增加幅度在12%～20%;泡沫沥青含量为2%～3%时,混合料高温稳定性随着水泥含量的增加逐步提升,泡沫沥青含量为3%～4%时,高温稳定性出现略微的下降。     

沥青发泡性能机理分析及评价指标优化研究

通过对沥青发泡过程的微观分析,深入研究了沥青发泡各环节的主要影响因素（发泡温度和用水量）的作用机理,提出微观沥青泡沫的膨胀曲线与宏观沥青泡沫的衰落曲线之间的联系。在此基础上,对现有的沥青发泡特性评价方法进行了比较分析,分析了现行评价体系的缺陷,并综合考虑试验方法的准确性、评价指标的合理性,施工应用的可操作性提出了优化后...     

沥青混合料分子模拟技术综述

分析了沥青混合料分子模拟技术的基本原理、主要实现手段和模拟流程, 研究了沥青分子模型构建的2类主要方法, 总结了不同时期的沥青质结构模型与不同应用场合中的集料模型, 探讨了沥青扩散现象、外加剂对沥青性能的影响机理、沥青与再生剂的融合、沥青-集料的界面作用模拟影响因素以及水、沥青老化等因素对沥青-集料黏附性的影响等问题, 展望了沥青路面材料分子模拟技术的未来研究方向。研究结果表明: 分子模拟技术可以从微观角度探究道路工程材料的性能变化与内在机理, 为材料的精确设计和定量分析奠定基础; 分子组装法是目前沥青分子模型构建的重要思路, 能够有效表征沥青材料的物化和力学特性; 集料模型的构建思路主要是根据集料的化学成分来选择构建相关晶胞, 进而代表集料的宏观特性; 分子模拟技术动态展现了沥青的扩散过程, 体现了内部各组分的扩散速率; 利用分子模拟技术可以分析沥青自愈行为的过程, 并提出不同指标来表征了各个阶段的愈合速率; 借助分子模拟技术, 可以从微观角度解释和分析沥青内部组分和外加剂对沥青性能影响; 在沥青-再生剂融合研究中, 分子模拟技术可表征再生剂扩散深度、掺入时机与再生机理等问题; 在沥青-集料界面作用研究中, 分子模拟技术可表征材料的化学组成、加载模式、模型参数与界面接触等因素的影响; 水、温度与沥青的老化等因素将会对沥青-集料界面作用产生重要影响, 通过构建含水模型可将微观模拟与宏观试验联系起来。      

基于灰色关联分析法的泡沫沥青发泡效果敏感性分析

膨胀率和半衰期是评价泡沫沥青发泡效果的关键指标。文章采用灰色关联分析方法,对发泡温度、用水量以及水温等因素对沥青发泡效果的影响进行分析。在此基础上,建立发泡沥青最大膨胀率与半衰期的2阶数学模型,对所建立模型进行方差分析,并采用95%的显著水平进行可靠性检验,验证结果符合显著性要求。     

用水量对泡沫沥青抗老化性能的影响

为了研究用水量对泡沫沥青抗老化性能的影响,选用了70号道路石油基质沥青和SBS改性沥青,对不同发泡用水量的沥青进行RTFOT及PAV测试,以疲劳因子G＊·sinδ作为评价指标,研究沥青的抗老化性能。试验结果表明：70号道路石油沥青随着发泡用水量的增加,极限疲劳温度增加,在常规发泡用水量（1%~2%）条件下,抗疲劳性能略有降低;SBS改性沥青在常规发泡用水量（3%）条件下,抗疲劳性能改善。     

泡沫沥青冷再生混合料试验研究

以某线路为例,在公路施工应用中使用泡沫沥青就地冷再生工艺,分析混合料级配比、沥青种类及用量、拌和用水量等因素对泡沫沥青冷再生混合料干、湿劈裂强度的影响。试验结果表明:中海泡沫沥青用量为2.5%时,泡沫沥青的性能最优,且与粗细集料搭配时能有效地增加泡沫沥青干、湿劈裂强度,当两者拌和用水量为70%~80%时,混合料性能最佳。为后续泡沫沥青冷再生混合料的应用于推广提供技术指导。     

泡沫温拌橡胶沥青混合料性能研究

为研究用水量和成型温度对泡沫橡胶沥青混合料路用性能的影响,采用剪应力-旋转压实法确定不同用水量下混合料的成型温度,对混合料的体积指标和路用性能进行评价。试验结果表明:在不同发泡用水量下(1%、2%、3%和4%),混合料适宜的成型温度分别为155℃、150℃、140℃和140℃,当发泡用水量小于4%时,泡沫温拌橡胶沥青混合料路用性能可以满足规范要求。在3%用水量、140℃成型温度条件下可降温30℃左右且混合料性能较好,从混合料的降温效果和性能角度考虑,推荐泡沫温拌橡胶沥青混合料在此条件下生产。     

纳米ZnO改性沥青分子动力学模拟研究

为揭示纳米ZnO改性剂对沥青物理性能改善的机理,采用分子动力学模拟技术对纳米ZnO改性沥青进行模 拟研究.借助沥青四组分代表性化合物,结合沥青的元素含量、四组分相对含量试验结果构建了沥青分子模型.根据纳米ZnO形貌特点,构建了不同粒径的纳米ZnO簇团模型及纳米ZnO/沥青共混体系模型.采用分子动力学方法计算了纳米ZnO与沥青分子间的相互作用,分析了纳米ZnO在沥青中的扩散性能,研究了纳米ZnO对沥青物理模量及沥青分子结构的影响,根据分子动力学模拟结果揭示了纳米ZnO改性沥青的改性机理.研究结果表明:模拟温度为150℃左右时,纳米ZnO/沥青共混体系的范德华相互作用和非键接相互作用达到最大值,体系结构最稳定;纳米ZnO颗粒增大了沥青体系的体积模量、剪切模量和弹性模量,改善了沥青的高温性能,从而提高了沥青的抗剪切能力;同时,纳米ZnO增大了沥青质与胶质体系分子间的芳环质心距离,减缓了强极性组分的堆积,加强了支链在分子间的延展性,增加了沥青结构的致密性,从而促使沥青具有更稳定的胶体结构、更好的物理性能.     

纳米ZnO改性沥青分子动力学模拟研究

为揭示纳米ZnO改性剂对沥青物理性能改善的机理,采用分子动力学模拟技术对纳米ZnO改性沥青进行模 拟研究.借助沥青四组分代表性化合物,结合沥青的元素含量、四组分相对含量试验结果构建了沥青分子模型.根据纳米ZnO形貌特点,构建了不同粒径的纳米ZnO簇团模型及纳米ZnO/沥青共混体系模型.采用分子动力学方法计算了纳米ZnO与沥青分子间的相互作用,分析了纳米ZnO在沥青中的扩散性能,研究了纳米ZnO对沥青物理模量及沥青分子结构的影响,根据分子动力学模拟结果揭示了纳米ZnO改性沥青的改性机理.研究结果表明:模拟温度为150℃左右时,纳米ZnO/沥青共混体系的范德华相互作用和非键接相互作用达到最大值,体系结构最稳定;纳米ZnO颗粒增大了沥青体系的体积模量、剪切模量和弹性模量,改善了沥青的高温性能,从而提高了沥青的抗剪切能力;同时,纳米ZnO增大了沥青质与胶质体系分子间的芳环质心距离,减缓了强极性组分的堆积,加强了支链在分子间的延展性,增加了沥青结构的致密性,从而促使沥青具有更稳定的胶体结构、更好的物理性能.     

泡沫沥青混合料配合比设计试验

泡沫沥青混合料配合比设计的研究主要包括沥青的发泡、集料级配的确定、拌合用水量和最佳沥青用量的确定。结合国内外研究成果,提出泡沫沥青混合料配合比设计方法和步骤。通过原材料的性能分析和筛分通过率确定集料配比,采用重型击实试验和劈裂试验分别确定拌合用水量和最佳沥青用量。     

SBS泡沫温拌沥青混合料的路用性能

为了研究泡沫温拌技术对SBS改性沥青混合料的影响,从SBS泡沫沥青的制备参数、混合料适宜的压实温度以及路用性能进行系统性的分析.试验结果表明,发泡时SBS改性沥青加热温度为170℃,用水量为沥青总量的3%;SBS泡沫温拌沥青混合料适宜的成型温度为150℃;SBS泡沫沥青混合料的高温性能和水稳定性与常规热拌沥青混合料的高温性能相当,低温性能略低但满足规范要求.     

泡沫沥青冷再生技术在旧路改扩建工程中的应用

针对改扩建公路工程中出现的旧路路面病害问题,展开了泡沫沥青冷再生技术在旧路养护、翻新中的应用研究。在分析泡沫沥青冷再生原理的基础上,通过室内试验确定了泡沫沥青混合料的最佳配合比,得出沥青发泡的最佳发泡用水量为2%,最佳发泡温度为160℃,沥青最佳用量为2%。工程实例表明,泡沫沥青冷再生技术可应用于改扩建公路工程中。     

泡沫沥青冷再生混合料设计与性能对比研究

为了解埃索70#石油沥青在泡沫沥青冷再生技术中的应用,在分析泡沫沥青产生原理及发泡特性影响因素的基础上,在试验室进行了泡沫沥青冷再生混合料的设计与性能对比,结果显示:(1)埃索70#石油沥青的发泡温度为160℃,发泡用水量为4. 0%,旧料最佳含水量为6. 2%,最佳沥青用量为2. 0%;(2)通过与普通热拌沥青混合料的性能对比,认为泡沫沥青再生混合料可应用在高速公路沥青路面的基层或下面层;(3)与其他冷再生技术相比,泡沫沥青冷再生技术无须再生添加剂、施工开放交通快,再生混合料强度高、疲劳寿命长、且不产生收缩和反射裂缝。     

基于分子动力学的相变沥青物理力学性能研究

相变材料可以显著提升沥青的调温能力,减少路面温度病害.为从分子层面研究相变材料对沥青力学性能及调温能力的影响,通过分子动力学模拟技术对沥青四组分(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)建模,使用四组分平均分子结构模型构建了沥青分子结构模型并验证了其可靠性;进一步构建了沥青与相变材料共混体系模型,并对共混体系与沥青体系的力学性能...     

沥青组分对沥青与集料粘附性影响的研究

用沥青的四组分法分离沥青为几个化学组分,研究了各部分的性质;探索了在不同温度下各组分之间的转化规律,研究了沥青各组分对沥青与集料粘附性的影响,为提高沥青混凝土的抗水损坏性能提供了思路.     

泡沫沥青冷再生混合料强度影响因素综述

泡沫沥青冷再生混合料生产能耗低、过程环保、工艺简单，在沥青路面养护维修工程中的应用越来越广泛，但是其强度机理和影响因素尚未完全清晰。基于此，研究从泡沫沥青冷再生混合料的强度发展规律及其强度影响因素进行综述，介绍泡沫沥青冷再生混合料早期强度的发展规律，从沥青特性、铣刨料特性、水泥、拌合用水量及养生方式等方面阐述其对混合料性能的影响，并指出当前对泡沫沥青冷再生混合料强度发展、沥青特性、铣刨料特性及养生温度等方面还存在研究争议，需借助宏微观试验及跨学科手段对其进行更为深入的研究。     

泡沫沥青冷再生混合料设计方法的探讨

结合室内研究成果和工程应用经验,提出了泡沫沥青冷再生混合料的设计方法。设计内容包括:材料与级配设计、沥青及沥青发泡特性、拌和用水量的确定、试件的成型与养护、泡沫沥青最佳用量的控制指标讨论以及泡沫沥青最佳用量的确定方法等。通过实践应用证明这种基于水稳性的泡沫沥青混合料配合比设计方法可作为室内研究和工程应用的主要指导依据。