纳米二氧化硅与SBR复合改性乳化沥青的性能研究

用差示扫描量热法（DSC）对纳米二氧化硅与SBR复合改性乳化沥青蒸发残留物的热性能进行研究。结果表明，加入SBR乳液、纳米二氧化硅后样品的温度稳定性和耐高温性能均得到提高；其中SBR（质量分数0．03）加纳米二氧化硅（质量分数0．0005）复合改性效果最佳。纳米二氧化硅与SBR形成网状结构以及SBR在体系中吸附油分后的溶胀作用是沥青性能改善的主要原因。     

硅藻土与聚酯纤维复合改性沥青混合料的路用性能研究

将硅藻土与聚酯纤维同时掺入AC-13沥青混合料中,采用60℃车辙试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验及四点弯曲疲劳试验,针对不同改性沥青混合料进行路用性能及抗疲劳耐久性能分析,得出以下结论：硅藻土能够增强沥青胶结料与集料的粘结性,而聚酯纤维在沥青混合料中能起到良好的桥接、增韧、阻裂、传递等作用,故掺入硅藻土或聚酯纤维均能改善沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性能;硅藻土改性沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳定性能优于聚酯纤维沥青混合料,但其低温抗裂性能和抗疲劳耐久性能较差;与硅藻土、聚酯纤维单一改性相比,复合改性沥青混合料的各项性能均表现最佳,采用硅藻土与聚酯纤维复合改性可综合提升沥青混合料的服役质量和使用寿命。     

高模量添加剂在沥青混合料的作用机理及影响研究

分析了添加剂对沥青混合料性能的作用机理,通过项目组制备的橡胶与硫酸钙晶须复合高模量添加剂对沥青混合料的改性,研究高模量添加剂对沥青混合料性能的影响。试验以70#沥青作为基体,采用0～3mm、3～5mm、5～15mm三档集料,高模量添加剂原料为橡胶与硫酸钙晶须。试验结果为:(1)采用高模量添加剂的沥青混合料稳定度普遍大于11k N,超过了普通胶粉改性沥青的稳定度,远远超过普通沥青8k N的稳定度;(2)采用胶粉添加剂的混合料残存强度比达到84%,而采用复合高模量添加剂的沥青混合料残留强度比达到92%;(3)采用复合高模量添加剂的沥青混合料动稳定度高达4268次/mm,明显高于胶粉改性。试验结果表明高模量添加剂的使用,明显增加了混合料的温度及水稳性能。     

TLA与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料路用性能研究

为了改善热再生沥青混合料的路用性能及耐久性,首先采用TLA与聚酯纤维进行复配设计,然后基于马歇尔、高温车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂、两点弯曲与浸水APA等试验,针对TLA与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳耐久性能展开综合考察。结果表明：单掺TLA或聚酯纤维均能改善热再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能及水稳定性,且TLA的各项性能改善效果相对较为明显;经复掺TLA与聚酯纤维改性后热再生沥青混合料的路用性能均得到显著的提升,可适用于我国北方严寒或南方高温湿热多雨等复杂气候地区的沥青路面建设之中;TLA能够有效提高热再生沥青混合料的劲度模量与疲劳寿命,合理复掺聚酯纤维后提升效果更为明显,均符合高模量沥青混合料的规定及要求;采用合理比例的TLA与聚酯纤维进行复掺,可综合提升热再生沥青混合料的路用性能及耐久性。     

微波吸收路面改性沥青混合料加热自愈特征研究

为研究新型路面改性沥青混合料在微波吸收条件下的自愈特性与修复效果,开展了室内不同类型改性沥青混合料的室内加热试验、弯曲循环试验及弯曲疲劳试验。试验结果表明:(1)粗、细改性玄武岩沥青混合料(MCAM、MCFM)工程性能更加优良,其弯曲强度较玄武岩沥青混合料(BAM)分别高出11.76%、8.82%;(2)三种不同类型沥青混合料微波处理后表面温度、内部温度与处理时间之间均成线性相关,但微波处理后改性玄武岩沥青混合料的温度均高于玄武岩沥青混合料,因此微波处理后改性玄武岩沥青混合料的弯曲强度修复效果高于玄武岩沥青混合料;(3)初始状态的MCAM和MCFM沥青混合料的弯曲疲劳寿命较BAM高,微波修复处理条件下不同类型沥青混合料弯曲疲劳寿命均高于自然修复处理方式,且改性混合料修复效果更佳。     

钢渣沥青混合料微波加热自愈合性能研究

为了研究钢渣沥青混合料微波加热自愈合性能,制备了全石型、粗石细钢型、粗钢细石型、全钢型4种沥青混合料,采用热常数分析仪和矢量网络分析仪测试了沥青混合料的热参数和电磁参数,利用热电偶温度传感器和红外测温仪测试了沥青混合料的温度分布,并对比分析了COMSOL软件数值模拟温度场与试验温度分布;最后,采用三点弯曲破坏试验评价了沥青混合料的自愈合性能。结果表明:4种沥青混合料具有不同的微波吸收性能和传热性能,会对沥青混合料的加热速率产生一定影响;钢渣的掺入大大提高了沥青混合料的微波加热性能,且3种钢渣沥青混合料中粗石细钢型表现出较好的加热均匀性;COMSOL软件能够较好地模拟沥青混合料在微波加热下的温度分布;相比于全石型沥青混合料,粗石细钢型、粗钢细石型、全钢型沥青混合料的自愈合性能分别提高了1.11倍、1.14倍、1.11倍,钢渣的掺入较好地提高了沥青混合料的自愈合性能。     

纳米材料改性橡胶沥青混合料及其制备方法

正授权公告号:CN 107200511B授权公告日:2019年12月27日专利权人:同济大学发明人:黄卫东、林鹏、李彦伟本发明提供了一种纳米材料改性橡胶沥青混合料及其制备方法。主要组分为道路石油沥青、轮胎橡胶粉、矿质石料和纳米材料,其制备方法包括如下步骤:第1步,将胶粉加入道路石油沥青中,在第1温度下搅拌得到橡胶沥青;第2步,在橡胶沥青中加入纳米材料,在第2温度下搅拌、剪切、再搅拌得到纳米改性橡胶沥青;第3步,将矿质石料加热至第3温度,接着加入纳米改性橡胶沥青,搅拌得到沥青混合料。本发明原料采用纳米材料进行改性,从而使制备的沥青混合料具有良好的高温抗车辙性能、粘附性能和耐老化性能等。     

苯基三甲氧基硅烷改性纳米二氧化硅的制备及其应用

采用偶联剂苯基三甲氧基硅烷(PTMS)对纳米二氧化硅进行改性,研究反应温度、反应体系pH值、反应时间及偶联剂PTMS用量对改性纳米二氧化硅活化度和表面羟基数的影响,采用X射线衍射分析、热重分析、傅里叶变换红外光谱分析和透射电子显微镜分析等对改性前后纳米二氧化硅结构进行表征,考察改性纳米二氧化硅对丁苯橡胶(SBR)的补强效果。结果表明:当反应温度为80℃、反应体系pH值为3.5、反应时间为90 min、偶联剂PTMS用量为纳米二氧化硅用量的6.85%时,改性纳米二氧化硅的活化度达到100%,表面羟基数最小,为0.99个·nm~(-2);与使用未改性纳米二氧化硅补强的SBR胶料相比,使用改性纳米二氧化硅(优化工艺条件下改性)补强的SBR胶料的门尼粘度明显下降,t90明显缩短,拉伸强度提高4.5%,拉断伸长率提高9%,DIN磨耗量降低21%。     

环氧乳化沥青冷再生沥青混合料性能研究

提出了一种新型的冷再生沥青混合料-水性环氧树脂改性乳化沥青冷再生沥青混合料,首次使用环氧乳化沥青应用于冷再生沥青混合料中。通过掺加0%、10%、20%和30%的环氧树脂改性乳化沥青对90%与70%RAP(废旧沥青路面回收材料)掺量的AC-20冷再生沥青混合料进行配合比设计试验与使用性能验证。结果表明：适当掺量的环氧树脂改性乳化沥青可使冷再生沥青混合料具有更好的使用性能,RAP有效利用率得到进一步提高。     

多聚磷酸改性生物沥青及混合料性能研究

为分析多聚磷酸(PPA)对生物沥青性能的影响,选用2种不同的生物油(生物油Ⅰ、生物油Ⅱ),制备生物沥青Ⅰ与生物沥青Ⅱ,通过针入度、软化点和延度试验对生物油含量不同的生物沥青和多聚磷酸掺量不同的改性生物沥青进行性能分析。结果表明,不同来源的生物油对基质沥青性能的影响会产生巨大的差异。多聚磷酸的掺入可以提高生物沥青Ⅰ与生物沥青Ⅱ的针入度与软化点,但会降低生物沥青的延度。选取10%生物沥青Ⅱ+0.9%PPA制备改性生物沥青进行短期老化试验和沥青混合料试验。结果表明,改性生物沥青具有良好的抗短期老化性能、低温抗裂性能和水稳定性能,但高温性能存在一定的不足。     

醋酸钠融雪剂对纳米ZnO改性沥青混合料性能评价分析

为研究醋酸钠融雪剂对于纳米ZnO改性沥青及其混合料性能的影响规律，采用不同质量浓度醋酸钠对应的融冰体积指标评价了融冰化雪能力，从沥青3大指标试验分析了醋酸钠融雪剂对于沥青基本性能的影响，采用车辙试验、低温小梁弯曲试验和浸水马歇尔试验探讨了醋酸钠融雪剂对于纳米ZnO改性沥青混合料路用性能的影响。结果表明，醋酸钠质量浓度在0.2 g/mL时融冰效果最佳，沥青3大指标随融雪剂质量浓度增大而减小，纳米ZnO不仅提高了沥青混合料的高低温性能和水稳定性，而且明显改善了沥青混合料路用性能对于醋酸钠融雪剂的耐侵蚀性。     

温拌沥青及其混合料性能研究及微观表征

为明确温拌剂降粘作用对于沥青混合料压实特性的影响规律,制备了两种常用温拌改性沥青及其混合料,系统研究了温拌剂对于沥青粘度及抗车辙因子的影响规律,通过马歇尔击实试验及路用性能试验全面研究温拌剂对于压实度的影响,确定温拌改性沥青混合料的压实特性,在此基础上,借助原子力显微镜对温拌沥青的微观结构进行了表征。结果表明,温拌剂的掺加能够大幅降低沥青的粘度,提高材料的高温稳定性;虽然温拌改性混合料的压实度略低于普通热拌沥青混合料,但各项路用性能均优于普通热拌沥青混合料,内部介质分布均匀,不存在团聚等不良现象。     

高掺配率RAP厂拌热再生沥青混合料路用性能分析

为了获得生产厂拌热再生沥青混合料过程中的最佳沥青配合比,本文以沥青比分别为40%、55%、70%、85%以及100%的假设条件下,分别验证在RAP沥青混合料的掺配率为40%以及60%的情况下的路用性能,以低温性能、抗水损害性能以及高温性能三方面的试验参数为依据,得出厂拌热再生沥青混合料的最佳沥青配合比取值区间,同时总结在进行高掺配率的RAP沥青混合料施工时的注意事项,以期为此类工程提供理论支持。     

热再生沥青混合料AC-20路用性能试验研究

为保证热再生沥青混合料具有良好的路用性能,研究了RAP掺量对热再生沥青混合料AC-20路用性能影响规律。研究表明,RAP掺量对热再生沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性影响明显,对热再生沥青混合料水稳定性影响较小,且不同RAP掺量的混合料高温稳定性和水稳定性满足规范要求;混合料每增加10%RAP掺量,动稳定度平均提高33%,残留稳定度和TSR分别减小1.1%、2.3%;试验温度为-10℃和15℃时,混合料每增加10%RAP掺量,弯拉应变平均分别减小17%、25%,劲度模量分别平均提高28%、18%。另外,热再生沥青混合料疲劳性能随RAP掺量增加逐渐提高,每增加10%RAP掺量,疲劳寿命平均提高7%。     

鞣酸改性纳米二氧化硅对UV固化涂料性能的影响

通过在纳米二氧化硅-乙醇悬浮液中加入一定量鞣酸的方法,在纳米二氧化硅表面引入羟基等活性基团对纳米二氧化硅进行表面改性,并用SEM、FTIR和TG等手段对鞣酸表面改性纳米二氧化硅的改性机理进行研究。利用交流阻抗图谱(EIS)研究包覆后二氧化硅对UV固化涂料的防腐蚀性能。结果表明:鞣酸是以化学键合的方式接枝到纳米二氧化硅表面,改性后的纳米二氧化硅分散良好,鞣酸改性纳米SiO2能极大提高UV固化涂层防腐蚀效果。     

有机改性硫酸钙晶须在沥青改性中的应用

为了获得力学性能更好的改性沥青,从而改善传统基质沥青路面性能,采用以磷石膏为原料制备的有机改性硫酸钙晶须对沥青进行改性,通过材料制备、分析检测及混合料试验,研究了所制备的有机改性硫酸钙晶须对改性沥青三大指标、表观黏度和高温性能的影响,探究了所制备的不同沥青混合料的路用性能。结果表明：有机改性剂主要以化学吸附的形式作用在硫酸钙晶须表面,经组合有机改性剂改性处理的晶须材料与沥青更好地相容,有机改性硫酸钙晶须的添加,一定程度上增强了沥青与晶须黏结强度,提高了沥青的高温稳定性,但其低温性能有所下降;且马歇尔试验、冻融劈裂试验及车辙试验结果,进一步验证了有机改性硫酸钙晶须改性沥青混合料的水稳定性和高温稳定性均较好,因此以磷石膏为原料制备的有机改性硫酸钙晶须改性沥青的路用性能更佳。     

钢渣沥青混合料水稳定性研究

为研究不同浸水时间钢渣沥青混合料体积稳定性和路用性能特征,对热闷钢渣沥青混合料、冷弃陈渣沥青混合料和石灰岩沥青混合料分别进行车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、疲劳试验和膨胀性试验,并通过原子力显微镜分析水对钢渣沥青混合料路用性能影响机理.结果表明:膨胀量合格的钢渣沥青混合料高温稳定性、水稳定性、低温...     

LM-S沥青改性剂提高沥青混合料黏附性能的分子模拟计算及路用性能考察

沥青与石料的黏附性大小直接影响沥青混合料的强度、稳定性、耐久性等性质。通过分子模拟计算的方法研究沥青与石料的黏附作用,计算比较沥青改性前后与石料间的黏附功,并与水煮法沥青黏附性实验结果及沥青混合料微观形貌研究结果进行比对;同时考察沥青改性剂LM-S对沥青混合料路用性能的改进效果。结果表明,采用LM-S改性后的沥青-石料体系的界面黏附功比基质沥青-石料体系提高了近26%,因而具有更好的黏附性;沥青混合料实验结果亦表明LM-S改性剂可显著提高基质沥青和SBS改性沥青混合料的高温稳定性能、低温稳定性能及水稳定性性能,其中动稳定度分别提高了162%和43%。     

水性环氧乳化沥青混合料制备与成型方法

针对普通乳化沥青混合料早期强度相对较低,应用范围受限问题,采用水性环氧对乳化沥青进行改性,并采用拌和试验和重型击实验分析了预加水量对水性环氧乳化沥青混合料破乳速度及击实密度的影响,在不同击实方式和养生条件下对混合料早期强度形成规律进行了研究。结果表明,制备水性环氧乳化沥青混合料时,需要对矿料进行预润湿,预加水量为矿料质量的2%,混合料采用一次性双面各击实75次成型,60℃养生7 d。水性环氧乳化沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度等指标完全可以达到热拌沥青混合料的水平。研究结果为水性环氧乳化沥青混合料在沥青路面面层上的应用提供了技术依据。     

掺改性木质纤维沥青及SMA-13沥青混合料性能研究

为分析改性木质纤维对沥青和SMA-13沥青混合料性能的影响,借助动态剪切流变仪(DSR),由温度扫描和线性振幅扫描实验(LAS)分析沥青的高温和疲劳性能,通过车辙实验和冻融劈裂实验确定SMA-13沥青及改性木质纤维沥青混合料的高温性能和抗水损害性能。结果表明,改性木质纤维能提高沥青的车辙因子和疲劳寿命,SMA-13改性木质纤维沥青混合料相比普通沥青混合料,其高温稳定性和水稳定性显著提高。