非线性微分动力学模型的沥青老化行为

为了研究沥青的老化行为及抗老化性能,将沥青进行旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）和60℃烘箱老化试验,并从不同使用年限的路面回收老化的沥青,采用非线性微分动力学模型对不同老化方式的沥青粘度进行拟合,根据模型参数讨论了沥青在不同老化条件下的性质变化和老化速率,并分析了老化机理的差异。结果表明,非线性微分模型可以有效地模拟沥青室内和野外老化进程,模型参数L和r可以实现对老化状态和老化速率的量化。不同老化温度下,沥青都有其对应的极限老化状态。RTFOT老化与野外老化的极限老化程度约为60℃烘箱老化的4～5倍,RTFOT老化6h与野外老化6a的老化效果接近,延时的RTFOT老化方法可以模拟实际路面沥青的长期老化。     

纤维对沥青混合料高温性能影响分析

采用动态剪切流变仪(DSR)和车辙试验仪对聚丙烯腈纤维,聚酯纤维与木质素纤维等不同类型纤维沥青胶浆及纤维沥青混合料进行研究,分析了纤维增强沥青混合料强度形成机理.结果表明,纤维显著提高了沥青胶浆的高温抗车辙性能,且较低温度时纤维改善效果优于较高温度时;纤维类型与纤维用量对沥青混合料高温稳定性有较大影响,建议根据不同类型纤维的动稳定度与纤维用量关系曲线确定该类纤维最佳用量.     

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。     

稻壳类生物沥青微观作用机理研究

为了探究稻壳类生物质油替代石油沥青的微观作用机理,以稻壳类生物质油和6种石油沥青为原材料,制备稻壳类生物沥青。采用针入度、软化点和延度指标评价稻壳类生物沥青的物理性能,通过傅里叶红外光谱实验(FTIR)和高温凝胶色谱实验(GPC)探究稻壳类生物沥青的微观作用机理。研究表明,稻壳类生物质油会使石油沥青的针入度和延度增大,同时使软化点略有降低;稻壳类生物质油与6种石油沥青的官能团相似,且生物沥青制备时未产生新的官能团;随着稻壳类生物质油的掺加,6种生物沥青中的小分子和中分子含量增加,大分子的含量变化不大,稻壳类生物质油小分子和中分子含量较多,生物沥青的数均分子量M_n和重均分子量M_w均降低。稻壳类生物质油的加入,使石油沥青的低温性能提高,流动性增大,高温性能稍有降低但并不会降低石油沥青的高温等级,稻壳类生物质油可以作为石油沥青的替代材料使用。     

非线性微分动力学模型的沥青老化行为

为了研究沥青的老化行为及抗老化性能,将沥青进行旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）和60 ℃烘箱老化试验,并从不同使用年限的路面回收老化的沥青,采用非线性微分动力学模型对不同老化方式的沥青粘度进行拟合,根据模型参数讨论了沥青在不同老化条件下的性质变化和老化速率,并分析了老化机理的差异。结果表明,非线性微分模型可以有效地模拟沥青室内和野外老化进程,模型参数L和r可以实现对老化状态和老化速率的量化。不同老化温度下,沥青都有其对应的极限老化状态,RTFOT老化与野外老化的极限老化程度约为60 ℃烘箱老化的4~5倍     

沥青混合料试件吸水饱和度对水稳定性影响

改变不同空隙率试件浸水时间及温度后测定试件吸水饱和度,研究了浸水时间、水温及空隙率对吸水饱和度的影响规律.结果表明,浸水时间对试件吸水饱和度有显著影响;水温对吸水饱和度有较大影响,相同空隙率试件吸水饱和度随着温度的升高而增加;提出了浸水饱和残留稳定度作为水稳定性判断指标.现行试验规程规定采用统一浸水时间的试验条件值得商榷,建议根据实际情况调整浸水时间以保证试件达到浸水饱和状态.     

废橡胶在沥青路面再生中的应用研究

随着汽车工业和公路交通事业的发展,产生了大量的废橡胶和废旧沥青混合料.为实现废物资源的综合利用,以废橡胶为原料,在增塑剂DOP和糠醛抽出油组成的轻组分助剂中采用微波降解和助溶处理技术制备沥青再生剂(RA),应用RA分别对老化沥青及废旧沥青混合料进行再生试验,并对其作用机理进行了分析.结果表明,利用废橡胶微波处理制备的RA对老化沥青具有再生作用,10%的再生剂用量可以有效补充老化沥青缺失的组分,恢复其胶体结构及流变性能;再生沥青混合料的高低温性能、水稳性以及抗老化性能均满足沥青路面的技术要求.     

沥青紫外光老化特性及机理探讨

为了研究沥青紫外光老化行为及机理,采用两种沥青进行室内模拟光老化试验.通过对沥青不同老化时间的黏度和延度时比分析,研究了沥青紫外光老化的高低温性能衰变行为,并采用组分试验、胶体结构以及红外光谱(IR)分析,探讨了其微观变化及老化机理.结果表明,紫外光老化主要发生在沥青表面,导致沥青的低温性能大幅衰减.对高温性能的影响相对较小;沥青中的芳香分和胶质对紫外光较为敏感.容易发生光氧化反应生成沥青质,胶体不稳定指数和相对羰基指数均不断增大,沥青性能不断劣化.     

沥青绝氧热老化行为与机理研究

为了研究沥青在绝氧状态下的老化特性,本文采用自行设计的模拟老化试验方法对LAL、ESSO 2种沥青进行了高温绝氧老化试验,通过对沥青不同老化时间的软化点、针入度、黏度、延度以及低温劲度模量进行对比分析,研究了沥青高温绝氧老化的性能衰变行为,并采用组分试验、胶体结构以及红外光谱(IR)分析,探讨了其微观变化及老化机理.结果表明,绝氧热老化过程中,沥青的高温性能先降低后提高,低温性能先提高后降低;老化过程中沥青分子的降解与交联聚合共存,在老化初期以断链分解为主,沥青变软,胶体结构向溶胶型转化;而随着时间的延长,交联聚合起主导作用,沥青的低温劲度和黏度增加,胶体结构逐渐向凝胶型转化.但与热氧老化相比,绝氧热老化物理性质和微观结构变化幅度相对较小.     

再生沥青的黏度复合模型研究

黏度是评价再生沥青流变性能的重要指标,为了研究再生沥青的黏度复合特性,选择2种新沥青和2种再生剂对老化沥青进行再生试验,测试不同温度条件下再生沥青的黏度,讨论再生沥青的黏度与老化沥青和再生剂(新沥青)黏度之间的定量关系,并结合2种再生沥青的再生机理差异,对再生剂与老化沥青复合模型的黏度偏离指数进行修正.结果表明, Arrhenius黏度复合模型仅适用于黏度较小的老化沥青与新沥青的复合体系:对于黏度差异较大的老化沥青与再生剂复合体系,修正的复合模型具有较好的适用性,可以为再生沥青的组成设计提供参考.