钢渣掺量对橡胶沥青混合料ARAC-13性能的影响

为提高钢铁废渣的综合利用率和经济效益、优化环境,采用体积替代法进行钢渣沥青混合料组成设计,通过设计膨胀破坏试验新方法分析钢渣沥青混合料的体积稳定性,基于车辙试验、冻融劈裂试验和低温小梁弯曲试验等,开展不同钢渣掺量下的ARAC-13沥青混合料路用性能研究,并依托广西滨海公路项目对钢渣沥青混合料路面进行经济效益评估。结果表明,ARAC-13沥青混合料的毛体积相对密度和最佳油石比均与钢渣掺量呈正相关性,钢渣掺量的增加会降低混合料的体积稳定性,增大体积膨胀风险。当钢渣100%等体积替代粗集料时,ARAC-13沥青混合料的动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂强度比、最大弯拉应变(-10℃)、摆值和构造深度均有不同程度的提高,可显著提升ARAC-13沥青混合料的路用性能,且可节约7.0%左右的材料成本,具有较大的应用前景和经济价值。     

玄武岩纤维对老化沥青混合料路用性能的影响

为研究玄武岩纤维对老化沥青混合料路用性能的影响,通过车辙试验、低温弯曲小梁试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了玄武岩纤维对沥青混合料抗老化性能的作用。试验结果表明:虽然玄武岩纤维沥青混合料的动稳定度随老化时间增加,但相对于普通沥青混合料而言,其增加的幅度减缓,提出采用相对变形率作为老化性能评价指标;玄武岩纤维延缓了沥青混合料老化性能的衰变,使得老化后的混合料低温抗裂性改善;经短期老化和长期老化后玄武岩纤维沥青混合料水稳定性能均优于普通沥青混合料,且玄武岩纤维显著降低了长期老化试件的未冻融劈裂强度,因此在应用中应适当增加碾压次数。     

铁尾矿沥青混合料的路用性能研究

铁尾矿是主要工业固废之一,其堆放造成了严重的土地浪费和环境污染,将其用于沥青路面建设是高质量、规模化利用的有效方式。为考察铁尾矿沥青混合料(IT-AC)的路用性能随铁尾矿体积掺量的变化规律,本工作设计了不同铁尾矿体积掺量的IT-AC,并进行马歇尔试验、车辙试验、浸水车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验和动态模量试验。结果表明,铁尾矿的主要化学成分是SiO₂且含量超过65%(质量分数),属酸性集料,其压碎值与磨耗值均偏高;铁尾矿表面比天然集料具有更多的空隙,吸附了部分沥青,因此IT-AC的沥青用量随着铁尾矿体积掺量的增加而变大;IT-AC的60℃马歇尔稳定度、动稳定度、浸水动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂强度比、低温弯拉应变和动态模量均随铁尾矿掺量的增加而降低,说明IT-AC的路用性能随铁尾矿体积掺量的增加而降低,铁尾矿的体积掺量不宜超过40%。     

添加剂对含盐高湿环境沥青混合料水稳定性的影响

采用玄武岩纤维、聚酯纤维、木质素纤维、抗剥落剂AMR、TJ-066和消石灰六种添加剂生产沥青混合料并成型试件,将试件在10%NaCl溶液中干湿循环15次以模拟含盐高湿环境的侵蚀作用,然后进行浸水马歇尔实验、冻融劈裂实验、动水压力冲刷劈裂实验和浸水汉堡车辙实验。实验结果表明,掺加6种添加剂后,沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度比和冲刷劈裂强度比均有不同程度的提高;不同添加剂均可以提高沥青混合料的破坏次数,延缓剥落现象的出现并降低剥落速率,减小混合料破坏时的车辙深度;玄武岩纤维改善沥青混合料水稳定性的效果最好,消石灰次之,两种抗剥落剂相对较差,建议在含盐高湿地区优先选择玄武岩纤维来提高沥青混合料的抗水损害性能。     

水泥基涂层材料吸波性能的研究

研究了石墨粉、羰基铁粉、铁氧体粉与水泥等复合制成的涂层材料的吸波性能,分析了涂层材料吸波性能与石墨粉含量、粒度、涂层表面电阻率的关系.结果表明,石墨粉涂层材料与铁氧体粉、羰基铁粉涂层材料相比有好的吸波效果,石墨粉涂层材料在高频段(9～18GHz)和低频段(2～9GHz)各有1个吸收峰,石墨粉含量为12%(质量分数)、表面电阻率较小时有好的吸波效果,石墨粉粒度影响石墨粉的含量.     

隔离器负载用微波吸收材料的性能研究

以羰基铁粉、磷化羰基铁粉、硅烷改性羰基铁粉、铁镍合金粉为吸收剂;以环氧树脂为基体制备复合微波吸收材料。对制备的各种复合材料的体电阻率、击穿强度、磁损耗、吸收损耗进行了测试,并进行了对比分析,研究了不同频段下各因素对吸波性能的影响。结果表明,由磷化和硅烷改性羰基铁粉制备的吸收体的电阻率得到较大程度的提高,达到5.62×10~6Ω·cm以上,在高频段(10～18GHz)的吸收损耗为3.7～7.0dB/mm,击穿强度达700V/mm以上,电阻率的提高使吸波体具有良好的高频特性。片状铁镍合金粉和磷化羰基铁粉复合共掺制备的吸收体在低频段(2～7GHz)具有良好的磁损耗能力,吸收损耗为0.9～4.2dB/mm。     

PPA/LSBR复合改性沥青及混合料性能研究

为研究多聚磷酸(PPA)和液体丁苯橡胶(LSBR)复合改性沥青与混合料路用性能，选用2.0%掺量的LSBR和0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的PPA进行复配，采用针入度、软化点、延度、旋转黏度以及四组分试验，分析了改性沥青基本性能、感温性能以及组分变化；通过车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验以及冻融循环试验，研究了复合改性后混合料的路用性能变化。结果表明，PPA可以有效改善LSBR改性沥青的温度敏感性，高温性能得到提升；随着PPA含量的增加，沥青质逐渐增加，胶质减小，导致沥青黏度增加；PPA/LSBR复合改性沥青混合料动稳定度较LSBR提高了77.2%,表现出良好的高温性能，破坏应变和冻融劈裂比较LSBR分别减小了6.1%与2.79%,但仍高出SBS改性沥青混合料2.0%与2.3%,其综合性能最佳。     

紫外线对温拌沥青混合料粘附性能的影响

采用原子力显微镜(AFM)获取紫外线老化(UV)条件下温拌沥青的纳观粘附力,研究了UV条件对微观参数的影响规律,探讨了UV对温拌沥青混合料冻融劈裂强度比、残留稳定度比和冻断温度的影响,建立了宏观技术指标与纳观粘附力的关系,验证了粘附性能表征方法用于UV下温拌沥青粘附性能评价的合理性。研究结果表明：随UV时间的延长粘附力逐渐衰减,而氧气则加剧了温拌沥青的UV,降低了温拌沥青的粘附力;UV时间在0～150 h内时,温拌沥青冻融劈裂强度比和残留稳定度比下降迅速,冻段温度则迅速上升,延长老化时间至200 h时逐渐趋于平衡;纳观粘附力与宏观的混合料指标(冻融劈裂强度比、残留稳定度比、冻断温度)具有良好的线性相关,可以从微观层面反应温拌沥青混合料粘附性能的变化规律。     

静水作用下沥青混合料强度衰减规律

将现场取芯的沥青混合料试件真空饱水后长期放置于静水中,定期测定试件的吸水率,采用劈裂试验和冻融劈裂试验测定试件的劈裂强度和TSR,采用60℃劈裂试验及无侧限抗压强度试验测定粘结力和内摩擦角,运用两种拟合方法对沥青混合料粘结力和内摩擦角变化趋势进行拟合。结果表明,沥青混合料试件初期阶段吸水率迅速增加,后期水分进入微空隙,吸水率增加缓慢;长期静水作用下沥青混合料的劈裂强度和冻融劈裂强度比均下降,前6个月下降速率较大,后期逐渐变慢,前期的下降速率是后期的3~4倍。在长达12个月的静水作用下,沥青混合料粘结力下降0.08 MPa,呈线性变化;内摩擦角下降10.3°,呈二次抛物线变化。     

纳米SiO2改性沥青混合料的制备及性能研究

为探究纳米SiO₂对沥青性能的影响,制备了不同纳米SiO₂掺杂量的改性沥青混合料。通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂测试和低温抗裂测试对纳米SiO₂改性沥青混合料的性能进行了表征。结果表明,5%（质量分数）掺杂量纳米SiO₂的改性沥青针入度最低,具有较高的软化点和粘度。与基质沥青相比,5%（质量分数）纳米SiO₂改性沥青混合料在45和60 min的车辙深度分别降低了45.90%和52.27%,动稳定度提高了60.57%,浸水48 h后残留稳定度高达90.69%,冻融劈裂强度比达到91.24%,抗弯拉强度提高了17.70%,最大弯拉应变提高了11.36%,弯曲劲度模量提高了8.86%。综合来看,5%（质量分数）纳米SiO₂改性沥青混合料的高温性能、水稳定性和低温抗裂性均得到了显著提高,具有良好的路用性能和应用前景。     

RAP掺量对泡沫温拌再生沥青混合料路用性能的影响

为探求RAP掺量对泡沫温拌沥青混合料路用性能的影响,以AC-20型泡沫温拌再生沥青混合料进行配合比设计,成型RAP掺量分别为20%、30%、50%、60%和80%的马歇尔试件。分别利用车辙试验、低温小梁弯曲试验、冻融劈裂试验来评价其高温性能、低温性能和抗水损害性能。试验结果表明:随着RAP掺量的增加,泡沫温拌再生沥青混合料的高温性能不断提高,而其低温性能和抗水损害性能不断变差,当RAP掺量大于50%时,泡沫温拌再生沥青混合料的低温性能和抗水损害性能已不再满足规范要求。综合考虑混合料的路用性能,确定RAP在泡沫温拌再生沥青混合料中的最佳掺量为40%,供生产及控制时参考。     

钢渣集料-沥青界面的水稳定性

为研究水长期作用对钢渣集料-沥青界面行为特性影响及相关机理,采用原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜以及浸水马歇尔试验、车辙试验等从宏、微观角度进行分析。研究结果表明：水长期侵蚀改变了钢渣表面化学特性,使得钢渣表面粗糙度、表面积及黏附力增大;相比石灰岩沥青混合料,钢渣沥青混合料的残留稳定度和动稳定度具有可成长性,但热闷钢渣和冷弃陈渣膨胀性不同,冷弃陈渣沥青混合料膨胀量大于热闷钢渣沥青混合料,在应用过程中应注意区别对待;冷弃陈渣集料中f-CaO消解速度慢,造成试件后期体积膨胀过大,加剧了试件表面微裂缝产生,致使冷弃陈渣沥青混合料冻融劈裂强度后期较差。     

煤矸石粉/聚酯纤维沥青混合料低温抗裂性研究

为了研究煤矸石粉、聚酯纤维和反射裂缝对沥青混合料低温抗裂性能的影响,通过三点弯曲加载试验,选用五种煤矸石粉替代率(0％(质量分数,下同)、25％、50％、75％、100％)和六种聚酯纤维掺量(0％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％),对试件底部中心无预切口和预切口偏移中心0 mm、10 mm、20 mm(模拟反射裂缝)的沥青混合料半圆形试件的低温抗裂性能进行研究;采用扫描电镜对煤矸石粉、聚酯纤维对沥青混合料低温抗裂性能的改善机理进行微观分析.通过试验得出:对于无预切口的SCB试件,聚酯纤维的最佳掺量为0.4％,煤矸石粉的最佳替代率为50％;对于有预切口的SCB试件,聚酯纤维的最佳掺量取值范围为0.38％～0.42％;随着预切口偏移距离的增大,沥青混合料所能承受的极限荷载逐渐减小,试件更容易破坏.微观机理分析得出:煤矸石粉的掺入,使填料级配得到了进一步细化,更有利于提高沥青混合料的抗裂性能;同时,聚酯纤维在沥青混合料内部能够充分形成均匀相互搭接的网格结构,沥青混合料的低温抗裂性能也最好.因此,掺加煤矸石粉和聚酯纤维能够减小反射裂缝对沥青混合料低温抗裂性能的危害.     

高速湿法球磨对羰基铁粉微结构及吸波性能的影响

采用高速球磨法快速制备片状羰基铁粉。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、矢量网络分析仪(VNA)对材料的微观形貌、物相、吸波性能进行了表征与分析。结果表明：球磨0～60 min时,羰基铁粉的厚度随球磨时间延长逐渐减小,形成片状结构,直径厚度比最大可达80∶1;球磨90 min时,羰基铁粉由大片状破碎成小片状,部分片状羰基铁粉经球磨珠撞击后重叠堆积,材料的厚度逐渐增加,比表面积下降;球磨120～180 min时,多数羰基铁粉的片状结构被粉碎破坏,形状回归为类球形,少数羰基铁粉进一步堆叠成块状。球磨前后羰基铁粉的晶体结构未发生实质性改变,羰基铁粉的综合吸波性能随着球磨时间的延长呈现先上升后下降趋势,并在球磨90 min时达到最优的吸波效果：反射损耗最小值为-54.94 dB (12.64 GHz),匹配厚度为2.17 mm,有效吸波带宽达到了8.48 GHz。     

天然岩沥青改性沥青试验及混合料性能研究

利用常规指标对不同掺量的岩沥青改性沥青进行评价;利用车辙试验、冻融劈裂试验对岩沥青改性沥青混合料进行评价。试验结果表明：天然岩沥青可以显著提高沥青的凝胶化程度,提高软化点和粘度;并显著改善沥青混合料的高温稳定性和水稳定性。     

温拌沥青混合料施工关键技术研究

该文以北京市某温拌沥青混凝土路面为研究对象,采用现场实测的方法对摊铺阶段和碾轧阶段的温度场进行了分析,并对其关键施工工艺进行了研究,选取低温抗裂性指标和动稳定度指标评价其施工效果。结果表明,温拌沥青混合料温度从表面开始向上不断降低,在温拌沥青混合料表面上部5cm内温度下降剧烈。在摊铺阶段,混合料上面层和中面层的内部温度和表面温度呈现较为明显的线性关系;在碾轧阶段,混合料上面层和中面层的内部温度和表面温度与时间且呈现较为明显的指数关系。对温拌沥青混合料上面层的低温抗裂指标和动稳定度指标测试表明施工效果良好。     

含碳纳米管微波吸收材料的制备及其微波吸收性能研究

用竖式炉流动法,以二茂铁为催化剂,噻吩为助催化剂,苯为碳源通过催化裂解反应制备了碳纳米管,碳纳米管的外径为20-50nm,内径10-30nm,长度50-1000μm.分别以碳纳米管、羰基铁粉、碳纳米管与羰基铁粉的混合物为吸收剂制备了微波吸收材料,研究了上述三种微波吸收材料在2-18GHz的吸波性能,与纯碳纳米管和纯羰基铁粉微波吸收材料相比, 碳纳米管与羰基铁粉复合微波吸收材料在2-18GHz的吸收峰明显向低频移动.在含碳纳米管的微波吸收材料中,碳纳米管作为偶极子在交变电场的作用下,产生极化电流,电磁波的能量转换为其他形式的能量,瑞利散射效应和界面极化也是含碳纳米管微波吸收材料的主要吸波机理.     

羰基铁粉作为微波吸收材料的研究进展

目的 介电损耗低、吸收带宽较窄、密度高等缺点制约着羰基铁粉（Carbonyl Iron Powder,CIP）在吸波领域中的应用。在CIP材料的基础上，使用不同的改性方法，开发“轻、宽、强、薄”的CIP微波吸收材料，实现对微波的高效吸收。方法 综述近年来羰基铁粉作为吸波材料的研究现状，介绍和分析不同改性方法，如形貌改性、涂覆改性、复合改性等对羰基铁复合材料吸波性能的影响。结论 CIP作为微波吸收材料，可以通过不同改性方法来改善缺点，制备的复合材料更符合当下社会对吸波材料的需求，与传统CIP材料相比，CIP复合材料作为微波吸收剂，具有更大的潜力。     

基于灰关联熵分析法的高粘改性沥青关键指标

为了研究高粘改性沥青关键指标对排水沥青混合料性能的影响,选取SBS改性沥青、TPS高粘改性沥青和自主研制高粘改性沥青,采用灰关联熵分析法,分析了高粘改性沥青多种指标对排水沥青混合料高温抗车辙能力和抗水损害能力的影响。结果表明:高粘改性沥青混合料的动稳定度和劈裂强度比分别为SBS改性沥青混合料的2倍和1.2倍,因此能显著增强排水沥青混合料的高温以及水稳性能。沥青的零剪切粘度与混合料动稳定度的灰熵关联度为0.983,对排水沥青混合料的高温性能影响最大;沥青的粘韧性、韧性与混合料劈裂强度比的灰熵关联度分别0.991和0.989,对排水沥青混合料的水稳性能影响显著。建议采用沥青的60℃零剪切粘度、粘韧性和韧性作为评价高粘改性沥青的关键性指标。     

导电聚苯胺/ 羰基铁粉复合吸波材料

借助导电聚合物和软磁金属良好的电磁波吸收特性, 制备了导电聚苯胺/ 羰基铁粉复合材料。实验中把导电聚苯胺与羰基铁粉以2∶8 的比例制成复合粉, 然后再将复合粉与聚脲粘和剂以2∶8 的比例混合成吸波涂料。检测结果显示, 当聚苯胺电导率为10 -2 S/ cm、羰基铁粉平均颗粒尺寸为1～2μm, 在2～12 GHz 的频段范围可获得优于- 10 dB 的吸波性能。分析表明, 这类材料有望发展成宽频、强吸收、可人为设计特殊频段的优良吸波材料。