氧化石墨烯/橡胶改性沥青的制备和性能分析

通过针入度、软化点、延度试验分析高速剪切工艺对氧化石墨烯/橡胶改性沥青性能的影响,采用动力粘度和软化点离析差试验研究超声波分散对氧化石墨烯/橡胶改性沥青存储稳定性的影响,并结合傅里叶转换红外光谱、扫描电子显微镜和差示扫描量热分析等探究氧化石墨烯对橡胶改性沥青的微观作用机理。结果表明:高速剪切+超声波分散工艺可以克服氧化石墨烯团聚现象,最佳剪切速率为4 500 r·min-1,最佳剪切时间为40 min;氧化石墨烯可改善橡胶改性沥青的存储稳定性和力学性能;氧化石墨烯与橡胶改性沥青以物理作用为主,可减少橡胶改性沥青中发生相变的组分含量或降低其转变强度,使橡胶改性沥青体系趋于稳定,有利于改善橡胶改性沥青的温度敏感性和高温抗车辙性能。     

基于体积性能平衡方法的胶粉改性沥青TOM-10混合料的性能研究

为解决公路超薄层罩面病害和体积设计方法的不足,以胶粉和SBS改性沥青为原料制备高性能胶粉改性沥青,采用体积性能平衡设计方法,对胶粉改性沥青TOM-10混合料进行配合比设计,对胶粉改性沥青TOM-10混合料的路用性能进行分析,并与SBS改性沥青TOM-10混合料进行对比。结果表明：胶粉改性沥青的耐高、低温和耐老化性能均优于SBS改性沥青;采用体积性能平衡设计方法设计的胶粉改性沥青TOM-10混合料的动稳定度、残留稳定度、劈裂强度比和最大弯拉应变均远大于规范要求;胶粉改性沥青TOM-10混合料的高温稳定性能、抗水损害性能、低温抗裂性能和耐疲劳性能优于SBS改性沥青TOM-10混合料,胶粉的加入可以提升沥青混合料的耐久性能。     

高黏高弹改性沥青改性机理及性能研究

采用SBS、增黏剂、橡胶粉、增塑剂和稳定剂对原样沥青进行复合改性,制备高黏高弹改性沥青(HVE-MB),具有技术和经济优势。通过相容性、改性前后化学结构变化和微观分布状态,揭示了HVE-MB的改性机理。通过60℃动力黏度、布氏旋转黏度、弹性恢复、针入度、软化点、延度和DSR等试验对沥青胶结料的黏弹性能、物理性能、流变性能和温度敏感性能进行评价,对HVE-MB技术性能进行了研究。结果表明,改性沥青荧光分布较均匀,可达到较理想的分散效果,高黏高弹改性剂与沥青主要为物理共混,未发生化学变化。改性剂使原样沥青的黏弹性能显著提升,相对于原样沥青,HVE-MB的动力黏度增大250倍以上,弹性恢复率增大2倍以上,软化点和延度均增大,针入度降低。HVE-MB的各项技术指标均满足高黏高弹改性沥青技术要求,可根据使用工况要求合理设计不同黏度量级的HVE-MB。     

胶粉活化对橡胶沥青性能的影响研究进展

从胶粉活化机理、胶粉活化改性方法、胶粉活化对改性沥青性能影响3个方面,对目前活化胶粉的研究进展进行了分类总结。研究发现,活化胶粉改性沥青的低温性能、储存稳定性、感温性能等比未处理胶粉改性沥青更优。该研究成果可为后续活化胶粉改性沥青的研究和应用提供参考。     

SBS改性沥青超热老化模式下氧化与挥发的贡献机理

利用宏观和微观分析相结合的方法,定量分析了SBS改性沥青超热老化模式下氧化与挥发的贡献机理。通过研究不同老化温度下常规三大指标,DSR流变车辙因子分别在空气氛和高纯氮气氛下老化的衰变规律,并结合傅里叶变换红外光谱微观表征手段,定量计算出SBS改性沥青超热老化过程中氧化与挥发的贡献率,得出SBS改性沥青在超热老化模式下,其老化机理是以SBS分子中的双键被氧化为主要因素,但随着超热老化温度升高,小分子挥发等非氧化因素逐渐成为超热老化的又一主要因素。宏观分析中,从普通老化的163℃到超热老化的198℃,氧化与挥发对SBS改性沥青针入度衰减的贡献率比由6∶4变为1∶1;对延度衰减的贡献率比由7∶3变为1∶1;对车辙因子的贡献率比由24∶1变为2∶1;而红外光谱微观分析中,氧化与挥发对SBS改性沥青超热老化后不饱和双键的衰减贡献率比由7∶3变为1∶1。     

SBS改性沥青高温流变性能与相态结构的关系

为量化表征SBS改性沥青网络化程度,确定控制其高温性能的形态学参数,采用荧光形态学方法、多重应力蠕变回复试验、频率扫描试验分别对5种掺量、6个剪切时间的线型SBS改性沥青在64℃下的荧光数字图像、不可恢复蠕变柔量、频率敏感性进行了定量分析。结果表明:通过增大改性剂掺量、延长剪切时间,SBS改性沥青高温流变性能得到改善。SBS掺量低于5%时,仅靠延长剪切时间无法形成网络结构;相同剪切时间下,增大SBS掺量即可形成网络结构。本文选取图像连通域和面积比率共同描述SBS改性沥青的相态变化特征,并建立了流变指标与形态学参数间的关系模型,为直接利用形态学方法预估、评价改性沥青高温性能提供理论依据。     

基于表面理论的温拌SBS改性沥青-集料体系的粘附性

采用躺滴法检测了掺加1.5%、3%的Sasobit和0.5%、1%的Evotherm 3G制备得到的温拌SBS改性沥青与蒸馏水、甘油和甲酰胺3种液体的接触角;基于表面自由能理论,对比了温拌SBS改性沥青在无水条件下的表面自由能和粘聚功以及在有水条件下的剥落功;同时,考察了温拌SBS改性沥青和石灰岩质集料的粘附功和配伍率。结果表明:采用躺滴法可以准确检测温拌SBS改性沥青与常用检测液体的接触角;以粘聚功、粘附功、剥落功、配伍率作为评价指标可用于表征温拌SBS改性沥青-集料体系的粘附性;温拌SBS改性沥青的表面自由能及其分量、粘聚功、配伍率随着Sasobit掺量的增大而减小,但随着Evotherm温拌剂掺量的增加而增大;水的参与降低了温拌剂对SBS改性沥青-集料体系粘附性影响的差异;Evotherm温拌剂有助于改善温拌SBS改性沥青的水敏感性,Sasobit温拌剂增加了温拌SBS改性沥青的水敏感性。     

老化SBS改性沥青二次改性再生工艺及机理研究

为研究老化SBS改性沥青的二次改性再生效果,比较不同工艺对再生效果的影响,首先通过常规试验、SHRP试验选择恰当的SBS改性沥青老化模拟方式,然后对添加SBS改性剂、新沥青进行再生的3种工艺展开研究,并借助红外光谱试验分析不同掺加顺序对老化SBS改性沥青再生效果的影响,确定了改性剂及新、旧沥青的最佳比例和最佳工艺。结果表明:采用RTFOT试验进行老化模拟更加方便、科学,RTFOT试验5h获得的改性沥青指标与服务年龄为7年的SBS改性沥青一致;SBS改性剂、新沥青添加顺序与老化沥青再生效果关系密切,先将SBS改性剂和新沥青混合制备改性沥青,再将改性沥青与老化沥青混合的工艺可使再生沥青性能最佳,其中SBS最佳掺量为4%,新、旧沥青质量比为2。     

基于DSR直接拉伸试验的沥青高温粘聚性分析

采用动态剪切流变仪(DSR)直接拉伸试验研究了60℃时改性沥青老化(RTFOT)前、后的粘聚性。绘制了σ-ε关系曲线,并对曲线进行双指数拟合;采用应力峰值σmax、峰值对应位移ε0、拉力功W以及指数方程拟合参数A1、A2作为沥青高温粘聚性的评价指标。研究结果表明:老化前TPS高粘沥青粘聚性各项指标最优;改性剂来源不同、掺量相同的SBS改性沥青粘聚性差异较大,其中以791改性沥青粘聚性最好,1301次之,4303最差。橡胶粉/791SBS复合改性沥青的σmax、ε0、W以及拟合参数A1、A2均远小于791改性沥青;RTFOT老化后,改性沥青粘聚性发生了较大变化,1301改性沥青各项指标最优、其次为4303,TPS高粘沥青和791改性沥青的粘聚性较差,橡胶沥青的粘聚性远小于其它类型改性沥青。     

改性沥青混凝土在市政道路工程中的应用

在当前我国道路工程中,改性沥青混凝土材料应用越来越广泛。由于改性沥青混凝土具有较好的防水性、抗冻性、耐久性、抗裂性和平整度,可以说在当前路面施工中,其是最理想的沥青混凝土路面材料。因此在当前市政道路工程施工过程中,需要掌握改性沥青混凝土施工技术的优点和要点,并在施工完成后做好具体的养护工作,以此来提高路面的质量。