基于正交实验法的TLA改性沥青制备工艺研究

为了提高沥青路用性能和材料性能,将具有热稳定性好,抗氧化能力强,抗老化等特点的特立尼达湖沥青(TLA)作为天然改性剂来制备改性沥青,以道路工程理论为指导,通过正交试验方法进行大量科学实验,分析不同TLA掺量、转速、反应时间、加热温度下沥青的各项性能指标,得到TLA改性沥青25℃针入度、15℃延度、软化点、135℃旋转黏度、RTFOT后老化针入度等的变化规律。从而确定了TLA改性沥青最佳制备工艺:TLA掺量为30%,转速为4 000 r/min,反应时间为40 min,加热温度为180℃,为提高沥青力学性能提供了一种改性新思路。     

流变学的研究无机粉末改性沥青的老化性能

采用层状硅酸盐、纳米碳酸钙、炭黑和矿粉四种无机粉末对沥青进行改性,研究经过旋转薄膜烘箱老化试验(RTFOT)和压力老化试验(PAV)后无机微粉改性沥青的老化性能,提出一种基于流变学的评价方法,并分析了其与残留针入度比的评价方法的相关性。研究结果表明:层状硅酸盐和炭黑改性沥青表现出良好的抗老化性能,基于流变学的评价方法与残留针入度比的评价方法的相关性系数达到0.80以上,用于评价沥青的老化性能是合理可行的。     

不同掺量的LDHs改性沥青路面服役行为评价

沥青的紫外老化问题是沥青路面发展的关键问题。层状双羟基复合金属氧化物(layer double hydroxides,简称LDHs)作为一种沥青改性剂,由于其特殊的层状结构,对沥青的抗紫外老化效果有很好的提升作用。为研究我国西部某地区不同掺量的LDHs改性沥青路面试验段的抗老化性能,通过路面取芯和抽提的方式回收上面层沥青,并对其进行四组分、流变性能和红外光谱分析。结果表明,掺量为3%LDHs和5%LDHs改性沥青芳香分转变为沥青质的程度远小于基质沥青和1%LDHs改性沥青;掺量为3%的改性沥青羰基指数增量和亚砜基指数增量较其他3组沥青的低,抗老化性能相对优异;3%LDHs改性沥青的复合模量和粘度相对较小。因此,从沥青角度出发,3%LDHs改性沥青更适宜在西部地区推广使用。     

SBR改性沥青老化动力性能

目的通过研究SBR改性沥青的老化动力性能,进一步探讨在动力因素的影响下沥青和骨料的黏附性.方法通过旋转薄膜烘箱试验,研究SBR改性沥青和基质沥青在不同老化温度、老化时间下的软化点变化规律,并以软化点为参数建立了SBR改性沥青老化动力学模型,以此研究SBR改性沥青的老化动力性能.结果与基质沥青相比,SBR改性沥青在150℃、163℃、180℃三个老化温度下的老化反应速率常数分别降低了26.8%、51.9%、21.4%;SBR改性沥青的反应活化能达到48.863 kJ·mol^-1,比基质沥青提高了13.1%.结论以软化点为参数建立的沥青老化动力学方程能够较好的反映沥青的老化过程,SBR改性沥青比基质沥青具有较好的抗老化性能.     

考虑老化的沥青混合料低温性能

针对现行规范中沥青混合料低温性能评价方法的不足,分别将基质沥青混合料和改性沥青混合料在不同条件下进行老化,分析了短期老化和长期老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响.试验结果表明,长期老化对混合料低温抗裂性能影响显著.而实际使用过程中,沥青路面的低温开裂主要发生在沥青路面已经老化的后期,为了更好体现服务期内沥青路面的低温抗裂性能,建议增加长期老化后的沥青混合料进行低温抗裂性能评价并提出了考虑长期老化的沥青混合料低温抗裂性能的评价方法.     

抗紫外光老化剂对民用机场沥青道面用沥青性能的影响

为了解决机场沥青道面紫外光老化问题,通过分析受阻胺类老化剂对强紫外线辐射下基质沥青和SBS改性沥青高温、疲劳及老化性能的影响,提出了采用受阻胺类老化剂解决沥青老化问题的方法.采用旋转薄膜烘箱试验模拟沥青短期老化及室内紫外光老化箱模拟沥青长期老化,研究了受阻胺类老化剂GW-944对光老化前后沥青性能的影响.试验结果表明:GW-944光老化剂对基质沥青高温性能改善效果欠佳,GW-944光老化剂能显著改善SBS改性沥青性能,其光老化后的疲劳、高温和抗老化能力得以提升.该抗紫外光老化剂对SBS改性沥青进行综合性能改善时,建议使用0.7%掺量.     

再生SBS改性沥青混合料再度老化性能的研究

主要研究再生SBS改性沥青混合料的抗老化性能.对沥青进行24 h、48 h TFOT老化,分别模拟沥青的中度和重度老化,然后将老化沥青再生,对再生沥青拌制的混合料及新鲜沥青混合料进行室内短期与长期老化,并对老化后的沥青混合料进行性能试验与对比评价,分析了再生沥青混合料的抗老化性能及其老化规律,评价再生沥青混合料的耐久性.     

香港地区透水沥青路面路用性能研究

目的为解决香港地区雨季沥青路面大量积水而导致路面早期破损严重的问题，进行了透水性沥青混合料力学性能及路用性能的试验研究．方法采用美国SHRP计划对沥青混合料路用性能研究的基本原理，评价了3种改性沥青(RM、SBS、SBR)的抗老化性能和3种透水性沥青混合料(PA10、PA14、PA20)的水稳定性、抗永久变形性及路用降噪性．结果改性沥青RM老化前后针入度和软化点的变化值均小于SBS和SBR；透水性沥青混合料PA10的水稳定性、抗永久变形性和路用降噪性明显优于PA14、PA20．结论透水性沥青混合料的集料粒径尺寸对其力学性能及路用性能的发挥有较大的影响，最大公称粒径较小的PA10具有较高的综合性能；RM改性沥青应用在透水性沥青混合料中将明显提高其抗老化性能。     

橡胶改性沥青的老化及再生

选取辽河油田生产的沥青为原料,加入废旧橡胶粉和苯乙烯焦油,在高速剪切机的作用下制备橡胶改性沥青,然后将橡胶改性沥青用旋转薄膜烘箱进行老化试验研究,研究老化时间和橡胶粉的质量分数对沥青软化点、针入度、延度的影响。并将自制老化再生剂添加到老化橡胶改性沥青中,考察再生剂的性能。实验结果表明：胶粉的质量分数为15%时的抗老化性能最好,加入再生剂后的老化橡胶改性沥青可以恢复相关的路用性能,符合国家规定的140#道路沥青标准。     

聚乙烯和聚乙烯胶粉复合改性沥青的实验

目的研究聚乙烯（polyethylene,PE）、胶粉复合改性沥青的韧性、相容性能,以及抗老化性能.方法通过高速剪切法使PE分散于沥青中,在混溶的过程中加入相容剂,使其和PE发生接枝反应不至于发生团聚行为,通过拉伸试验和薄膜烘箱试验比较基质沥青和改性沥青的韧性和抗老化性能.结果经过物理化学方法改性过的PE改性沥青韧性得到改善,相容剂在沥青和PE互容的过程中起着显著的作用;经过改性的沥青抗老化性明显提高.结论酸酐类相容剂通过与PE进行接枝反应可明显改变其与沥青的相容性,相对于基质沥青,经过PE改性的沥青韧性及抗老化性能明显提高。