聚丙烯腈纤维改性道路沥青的结构与性能

利用双辊开炼机制备了聚丙烯腈(PAN)纤维增强改性道路沥青混合料,对其结构与性能进行研究。结果表明:随PAN纤维用量增加,改性道路沥青的针入度和延度下降、软化点升高,断裂韧性、热老化性与耐疲劳性均有明显提高。当PAN纤维质量分数为3%时,改性道路沥青由溶-凝胶结构转变为凝胶型结构,形成完整交联网络,其抗裂性、温度敏感性、热老化性能及耐疲劳性最佳。     

再生纤维在沥青混凝土中的应用研究

对不同再生纤维在沥青混凝土中的应用进行了总结,重点关注再生聚酯纤维、再生聚乙烯纤维及再生轮胎纤维对沥青混凝土抗疲劳变形、水稳定性等性能的提升,发现不同再生纤维能够有效提升沥青混凝土抵抗疲劳变形的性能,但对沥青混凝土水稳定性的提升还存在一定缺陷;总结再生纤维对沥青混凝土水稳定性能提升不足的原因及改进方法,对改性再生纤维对沥青混凝土性能的提升做了总结与归纳,并展望再生纤维在沥青混凝土的发展与应用前景。     

聚乙烯和橡胶粉改性基质沥青及性能试验

针对传统基质沥青耐老化性能差的问题,提出采用聚乙烯和橡胶粉对其进行改性,并就改性后的基质沥青性能进行测试。试验结果表明,在掺入20%的废旧胶粉、5%的再生线性低密度聚乙烯、3%的聚乙烯蜡配比下,基质沥青的针入度为43mm,软化点为81℃,延度为8cm,且在60℃的动力黏度达29552Pa·s,满足高黏高弹道路沥青技术要求;经老化测试发现,改性后的基质沥青其针入度、软化点和延度仍满足高黏沥青的基础性能要求。     

改性沥青用作防水材料及铺路材料的工艺设计

本文阐述了利用废弃塑料(PE或PP)改性道路沥青材料和防水沥青材料的技术。分析了废弃塑料作为沥青的改性剂对沥青的软化点、脆性、针入度和延度等性能的影响。结果表明沥青的针入度和延度稍有降低，其软化点明显升高，拓宽了沥青的使用范围。     

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。     

中空聚酯纤维沥青胶浆特性及增韧机理研究

为了研究中空聚酯纤维在沥青胶浆中的作用机理,本文通过在沥青中掺加不同类型和掺量的纤维,研究中空聚酯纤维沥青胶浆的抗剪性能、低温抗裂性能、高温流变性能、热物性和微观形貌特点,并对中空聚酯纤维沥青混合料的路用性能及增韧机理进行分析.研究结果表明:当中空聚酯纤维状态为三维、纤维直径为15D时,对沥青的吸附性能较好;当其掺量为2％时,纤维沥青胶浆的抗剪强度为原沥青胶浆的4.19倍,高温流变性能显著提高;中空聚酯纤维的腔体结构,使沥青胶浆的导热系数降低了15％;沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度和最大弯拉应变较未加纤维的沥青混合料提高了3.1％、5.0％、36.8％和29.0％.沥青与纤维之间的侨联作用,使纤维成网状结构,提高了抗裂性能和高温稳定性能.     

常温粉体涂覆母料法对改性道路沥青性能的影响

采用软化点、针入度和延度等作为道路沥青性能的衡量指标,主要研究了废胶粉的热处理后对于改性沥青性能的影响。为此,笔者用热处理废胶粉的方法改变胶粉的某些性质,然后改变一些处理条件,与沥青进行相混。相比较沥青改性前后的三大指标,分析其改性效果。研究发现,胶粉的热处理能够一定程度地改善沥青性能。     

TLA与木质素纤维复合改性高模量沥青混凝土性能研究

为了改善高模量沥青混凝土的性能,采用TLA与木质素纤维进行复配设计高模量沥青混凝土,对TLA与木质素纤维复合改性高模量沥青混凝土的路用性能及疲劳耐久性展开综合考察。结果表明：单掺木质素纤维改性能够一定程度增强高模量沥青混凝土的路用性能及耐久性能;随着TLA掺量的增加,复合改性高模量沥青混凝土的高温车辙变形量与疲劳车辙变形量指标呈先减小后增大变化,而其它指标则均呈先增大后减小变化,适量TLA与木质素纤维复合改性能够增强高模量沥青混凝土的路用性能及耐久性能;掺入过量TLA会增加沥青的黏性与脆性,不利于高模量沥青混凝土路用性能及耐久性能的提升;采用适量的TLA与木质素纤维复掺,可综合提升高模量沥青混凝土的性能,推荐最佳复掺组合为30%TLA+6%木质素纤维。     

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。     

单掺及复掺纤维的高模量沥青混合料路用性能研究

为评价单掺及复掺纤维对BRA改性高模量沥青混合料性能的增强作用,采用半圆针入度试验、直接拉伸试验研究了纤维对高模量沥青柔韧性和剪切性能的影响,基于车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验评价了纤维高模量沥青混合料的各项性能。结果表明：单掺及复掺纤维均能显著提高BRA高模量沥青的蠕变柔量和抗剪切强度;纤维的微观形貌差异导致其对高模量沥青及其混合料性能改善效果各有侧重,采用复掺纤维方案可实现不同纤维对BRA改性沥青性能改善效果的叠加作用;复掺纤维对高模量沥青混合料的低温抗裂性能、长期高温稳定性等各项路用性能有较大提升并且效果更加均衡,有较好的技术优越性。     

聚酯纤维沥青胶浆性能研究

采用聚酯纤维制备沥青胶浆试样,研究聚酯纤维沥青胶浆的微观形态以及聚酯纤维用量、长度对沥青胶浆性能的影响。结果表明:聚酯纤维表面吸附沥青并与沥青形成良好的界面层。聚酯纤维的加入能有效改善沥青胶浆的性能,特别是当聚酯纤维搭接形成网络结构时,沥青胶浆性能得到显著提高。     

复掺芳纶纤维和玻璃纤维再生沥青混合料路用性能研究

为提高再生沥青混合料(RAP)的路用性能,通过研究芳纶纤维和玻璃纤维二者单掺以及复掺对再生沥青混合料路用性能的影响,以期为两种纤维在再生沥青混合料上的应用提供参考。研究结果表明:单掺芳纶纤维对再生沥青混合料的高温性能影响不大,而玻璃纤维和复掺纤维使再生沥青混合料的高温抗车辙性能分别提升了34.0%及42.6%;复掺纤维对再生沥青混合料动态模量的改善效果最高达21.9%;同时复掺纤维的加入可使混合料保持较好的低温抗裂性与水稳定性。半圆弯曲(SCB)测试结果表明,复掺纤维可显著改善沥青混合料的抗弯拉能力。复掺纤维较单掺纤维对再生沥青混合料有更好的改性效果,且改性效果显著。     

聚酯纤维在沥青混凝土中的应用

分析了路用纤维性能的要求,比较了各种纤维的性能,确认了聚酯纤维是较适宜的纤维沥青混凝土加强材料。纤维沥青混凝土提高了沥青路面的高温抗车辙能力、低温抗裂性能、抗疲劳性能以及水稳定性能,有效地延长沥青路面的使用寿命。重点介绍了上海石油化工股份有限公司聚酯纤维产品金路丝在沥青混凝土中的应用情况。     

Experimental study of fibers in stabilizing and reinforcing asphalt binder

This investigation examines fibers’ physical properties, reinforcing effects and mechanisms for stabilizing and reinforcing asphalt binder. Laboratory tests of water absorption, mesh-basket draindown, and oven heating were designed and performed on five fiber types (two polyesters, one polyacrylonitrile, one lignin and one asbestos), to evaluate their wettability, asphalt absorption and stabilization, and thermostability, respectively. The cone sink experiment was designed to study fiber modified asphalt’s resistance to flow, and the standard dynamic shear rheometer test was conducted to evaluate fiber modified asphalt’s rheological properties and rutting resistance. Fibers’ microstructures and spatial network formed in asphalt binder were observed using Scanning Electron Microscopy (SEM). Results indicate that fibers can effectively improve asphalt binder’s resistance to rutting and flow, and dynamic shear modulus. Fiber reinforces asphalt matrix through its functions of spatial networking, adhesion and stabilization of asphalt binder. Polyester and polyacrylonitrile fibers seem to have greater network effect than the lignin and asbestos fibers, and their antenna features at fibers’ ends further strengthens this effect. The lignin fiber has the highest water absorption while lowest thermostability. The lignin and asbestos fibers pose greater effects of asphalt absorption and stabilization than do polymer fibers.     

SBS对沥青性能的影响

通过测试软化点、针入度和延度对SBS改性沥青的性能进行表征.结果表明:使用线型或星型SBS作为沥青改性剂可以显著提高沥青性能.当硫黄稳定剂质量分数为0.2％,SBS质量分数为4％时,改性沥青的软化点、针入度和延度趋于稳定.此外,相较于线型SBS改性,星型SBS改性沥青的软化点稍高,针入度和延度相对更小.     

聚酯纤维改性沥青路面的研究进展

简述了国内外沥青路面用聚酯纤维的发展状况,分析了改性沥青用聚酯纤维的生产技术,以及改善纤维在沥青中分散性的途径,介绍了聚酯纤维改善沥青及其混凝土性能,指出必须改进现有聚酯纤维纺丝技术及纤维表面处理工艺,才能生产出合格的路面用聚酯纤维。     

废弃玻璃钢粉改性沥青材料制备与性能研究

为提高玻璃钢（GFRP）管道废弃物的利用率,研究了废弃GFRP粉粒径、掺量及剪切制度（温度、时间、速率）对改性沥青延度、针入度及软化点的影响规律,利用偏光显微镜（PLM）、红外光谱仪（FTIR）分析了其微观结构。结果表明,废弃GFRP中热固性树脂可与沥青反应生成环烷烃和脂肪烃,其中脂肪烃含量增加将提高沥青延度,废弃GFRP掺量过高则环烷烃含量增加,不利于沥青延度提升;玻璃纤维可降低沥青针入度和提高其高温稳定性,掺量过高却会形成更多缺陷致使延度下降,但有利于沥青硬度提高;剪切温度过低或过高时,改性沥青中形成的环烷烃含量均升高,不利于沥青延度提升,但剪切温度对改性沥青高温稳定性影响不显著;当剪切机转速达到一定值时,增加剪切机转速对改性沥青性能影响较小,而延长剪切时间却有利于其性能提高;最佳改性制度为粒径<0.3 mm、掺量4 %、改性温度150 ℃、剪切时间4 h、剪切机转速8 000 r/min。     

A new method to visualize and characterize the pore structure of TENCEL® (Lyocell) and other man‐made cellulosic fibres using a fluorescent dye molecular probe

The internal porous structures of the man‐made cellulosic fibers Lyocell (TENCEL®), Modal, and Viscose fibers were visualized by applying fluorescence microscopy on fiber cross sections. The fiber pore structure was probed by the optical brightener Uvitex BHT, and the dye penetration depth was measured. The main differences in the pore structures of these three fiber types could be visualized. Only TENCEL shows a significant difference between dried and never‐dried fibers. A fiber structure model of TENCEL was obtained, which discriminates three different porous zones with respect to dye diffusion kinetics. The results are discussed in relationship with the fiber physical and chemical properties. The dye penetration depth and kinetics in TENCEL fibers was found to be sensitive to the production and treatment conditions, in particular to changes in the pore system by drying, and following alkali swelling processes. The performance of surface‐specific enzymatic peeling could also be observed. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 2007