聚氨酯复合改性沥青的制备与性能研究

为改善聚氨酯(PU)改性沥青的性能,实现其在道路工程领域的应用,将PU、岩沥青(RA)和基质沥青(BA)按照自定的室内工艺流程制备得到PU复合改性沥青,并探讨了制备工艺参数的适宜性.采用针入度、软化点、延度和旋转黏度试验优化了PU和RA的掺配方案,基于胶体理论分析了PU复合改性沥青的温度敏感性;利用动态剪切流变(DSR...     

基于流变学的BF-SBS改性沥青胶浆性能研究

为研究玄武岩纤维(BF)对SBS改性沥青流变性能的影响,制备了不同掺量(质量分数为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%)玄武岩纤维-(质量分数为4.5%)SBS改性沥青。采用动态剪切流变仪(DSR)对BF-SBS改性沥青进行温度扫描和多重应力蠕变恢复试验(MSCR)以评价其高温流变性能;通过弯曲梁流变试验(BBR)测得的蠕变劲度s、蠕变速率m等指标分析沥青的低温流变性能。结果表明：随着试验温度上升,各掺量BF-SBS改性沥青胶浆的复数剪切模量G~*降低,相位角δ增大,表明BF-SBS改性沥青胶浆拥有更好的弹性特性。在各应力水平下,随着BF掺量增加,BF-SBS改性沥青胶浆的不可恢复蠕变量J_nr不断降低,当掺量达到0.4%时,J_nr值降至最低。而R值高于基质沥青与SBS改性沥青胶浆,表明BF能够有效提升SBS改性沥青胶浆在高应力作用下的高温变形恢复能力。蠕变劲度模量s、蠕变速率m低温指标测值表明适量玄武岩纤维对沥青胶浆低温性能有一定提升,其中掺量为0.4%的BF-SBS改性沥青表现出最佳的高、低温流变性能。     

沥青蠕变恢复性能快速检测方法研究

沥青蠕变恢复性能快速检测方法是一种基于空气加载和激光测量技术的沥青质量控制试验方法,该方法使用空气(或氮气)射流使沥青材料产生压痕,并用激光测量由此产生的变形和变形恢复。利用沥青蠕变恢复性能快速检测设备对基质沥青、SBS改性沥青和胶粉改性沥青分别进行不同温度下的空气压力加载试验,评价了沥青蠕变恢复性能快速检测方法的重复性,并与针入度试验方法建立相关关系以评价沥青蠕变恢复性能快速检测方法的可行性。研究结果表明：随着测试温度升高,沥青最大蠕变变形增大,而变形恢复率减小。沥青蠕变恢复性能快速检测方法在评价基质沥青和改性沥青性能时均具有较好的重复性,且沥青蠕变恢复性能快速检测评价指标与针入度之间具有较好的相关关系,可以采用沥青蠕变恢复性能快速检测方法代替针入度方法对不同类型沥青蠕变恢复性能进行快速评价。     

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。     

硅烷偶联剂对半柔性路面材料性能增强机理研究

为研究掺加硅烷偶联剂对半柔性路面材料的性能影响规律及作用机理,采用马歇尔稳定度、车辙、低温弯曲、冻融劈裂等试验,测试了添加不同掺量硅烷偶联剂的半柔性路面材料的力学性能与路用性能,并确定硅烷偶联剂的最佳掺量,采用高拍仪等仪器观察硅烷偶联剂基于界面改性原理的微观改性机理。结果表明：随着硅烷偶联剂掺量的增加,半柔性路面的高温性能、低温性能和水稳定性能均发生了不同程度的提高,同时其掺量对性能的影响存在峰值,马歇尔稳定度、动稳定度、弯拉应变与冻融劈裂强度比均在掺量为0.5%左右处达到峰值,超过峰值后性能随掺量增加而下降,最终确定硅烷偶联剂的最佳掺量为0.5%。通过测定连通空隙率和灌注率的变化定量反映界面紧密度,通过对比观察普通半柔性路面材料与硅烷偶联剂最佳掺量下的半柔性路面材料的水泥-沥青界面可明显发现,硅烷偶联剂能够在水泥基灌浆材料与沥青混合料之间发生一系列化学反应,从而通过改变水泥-沥青界面的形态,有效改善水泥-沥青界面稳定度并减少水泥-沥青界面裂缝,结合性能试验,硅烷偶联剂可通过界面优化改善半柔性路面的力学及路用性能。     

基于EDEM的螺旋布料摊铺沥青混合料均匀性研究

为了探究摊铺机螺旋布料系统的结构参数和工作参数对沥青混合料摊铺均匀性的影响,分析了沥青混合料颗粒之间的接触关系,进行了螺旋布料器三维实体建模,提出了以质量占比离异系数S_c作为均匀性评价指标。针对不同螺径、螺距和料位系数各相关参数进行仿真,得到S_c的关系变化曲线,最后利用数字图像技术开展了摊铺均匀性工程实测结果分析。结果表明：仿真分析的摊铺均匀性规律与工程实测的均匀性规律具有较好的一致性。     

国产高温固化环氧沥青混合料生产施工关键技术研究

针对环氧沥青材料的性能特点,研究了国产高温固化环氧沥青混合料在不同温度下的施工可操作时间;考察了拌和工艺和生产施工温度对混合料马歇尔指标的影响;并研究了养护条件对混合料强度形成的影响规律。试验结果表明：在160～180℃范围内,国产高温固化环氧沥青混合料具有较长的施工可操作时间(3～4 h),能满足工程应用需要;拌和工艺对混合料性能影响较小,通常工艺为主剂和固化剂先混合均匀,再与基质沥青及石料拌和;生产施工温度对混合料的性能有显著影响,其中拌和温度宜为160～180℃,碾压温度不宜低于130℃,施工环境温度不宜低于10℃;混合料强度的发展主要取决于养护时间和养护温度;准确把握高温固化环氧沥青混合料在生产施工过程中的关键节点,可有效地保证工程顺利实施。     

纤维对沥青混合料路用性能影响研究

沥青混凝土中掺加纤维能显著提高沥青混合料的路用性能、路面的抗水侵害能力、路面的高温稳定性,减少路面的反射裂缝。试验讨论了聚酯纤维与聚丙烯腈纤维对沥青混合料的路用性能的影响。结果表明,掺加0.25%聚酯纤维及0.3%聚丙烯腈纤维,沥青混合料的稳定度提高约20%~30%,残留稳定度达到90%以上,而掺加0.3%聚丙烯腈纤维可以使沥青混合料动稳定度提高3倍左右。