废机油底渣对沥青的不利影响及机理初探

为准确预估废机油底渣(WEOB)对沥青长期耐久性的影响,通过在直馏沥青中添加不同用量的废机油底渣来制备改性沥青,并对改性沥青进行不同程度的老化:旋转薄膜烘箱老化(RTFO),压力箱老化(PAV)及扩展压力箱老化(ExPAV).采用双边缺口拉伸(DENT)试验的临界裂纹张开位移(CTOD)研究沥青的抗延性断裂性能,采用扩展弯曲梁流变(Ex-BBR)试验得到的分级损失来评估物理硬化对沥青低温可靠性的影响,采用ΔTc指标(蠕变劲度临界温度与蠕变速率临界温度之差)评估沥青的长期耐久性,此外通过原子力显微镜(AFM)观察添加WEOB前后沥青的微观结构形态.结果表明:延长老化时间(ExPAV)可以更明显识别WEOB对沥青低温性能的不利影响,而常规沥青老化时间(PAV)并不能明显捕捉这种不利影响;添加WEOB会使沥青产生物理硬化并导致抗延性断裂性能降低;WEOB可使沥青中蜡晶粒明显增加,而蜡晶粒的低温结晶及其相界造成的应力集中是导致废机油底渣长期低温性能降低的主要原因.     

再生剂对老化沥青性能的影响

采用动态剪切流变仪(DSR)对一定的实验温度(160℃)下加入分乳液再生剂a1和油液再生剂a2的老化沥青胶浆的流变学性能进行了评价。结果表明:分别加入两种再生剂后,老化沥青的流变性发生显著变化,a1再生剂的再生效果与其本身含水量有关,a2再生剂的再生效果较好。     

沥青再生剂老化性能分析

针对目前沥青再生剂抗老化性能差的问题,研究测试分析了自制再生剂A与商用再生B的老化性能。研究选择了基质沥青,A再生沥青和B再生沥青为研究对象,通过短期老化和长期老化后沥青针入度、延度和流变指标的变化,分析两种再生沥青的老化性能,并通过热重测试研究了两种再生沥青老化性能存在差异的原因。结果表明,A再生沥青老化后的针入度、延度和复数模量变化率较低,具有较好的抗老化性能,因为再生剂A分解温度较高,易挥发的轻质组分含量较低。     

再生剂对老化沥青流变性能和微观结构的影响

采用动态剪切流变(DSR)、弯曲梁流变(BBR)试验,研究了再生剂对老化沥青高温抗车辙和低温抗开裂能力的影响,并以红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM)研究了原样、老化和再生沥青的官能团组成及微观结构.结果表明:再生剂能增强老化沥青的低温抗开裂能力,但同时会降低其高温抗车辙能力;再生剂A主要成分为富含芳烃的轻质组分,而再生剂B是包含多种极性官能团的复杂混合物,可与老化沥青发生化学反应,使老化沥青某些特定官能团的吸收峰强度降低;沥青老化后极性成分聚集受阻,加入再生剂可增强沥青分子运动能力,促进极性成分聚集,使蜂状结构尺寸变大、数量减小,面积比例和高度增大,这些微观结构的改变可能是沥青老化和再生过程中流变性能发生变化的内在原因.     

再生剂与老化沥青微观作用机理

采用分子动力学模拟方法,根据老化沥青体系溶解度参数变化规律,研究了再生剂组分对老化沥青相容性的影响;通过体系的相互作用能分析,探讨了再生剂组分对老化沥青再生的作用机理。结果表明,芳香分有助于改善老化沥青的相容性,且芳香分掺量越大改善效果越好;饱和分则刚好相反,这与实验结论相一致。芳香分与老化沥青相互作用能随掺量增大而急剧增大,意味着两者相互吸引作用显著增强,其原因在于静电相互作用能占据主导地位,范德华相互作用能相对较小;然而饱和分与老化沥青的相互作用能随掺量变化不大,其中静电相互作用能和范德华相互作用能几乎各占一半贡献。分子间的静电相互作用能是影响老化沥青再生的主要因素。     

沥青再生剂扩散程度评价与影响因素研究

设计了模拟再生剂在老化沥青中扩散过程的试验方案,并基于软化点试验结果进行回归分析,得到了反映再生剂在老化沥青中扩散程度的相对指标——扩散系数p;分析了再生剂品种、沥青老化程度和环境温度对扩散系数p的影响;基于劈裂强度试验,分析了再生剂扩散程度对再生沥青混合料性能的影响.结果表明:再生剂黏度越大或沥青老化程度越深,再生剂在老化沥青中的扩散程度越低;环境温度和扩散时间的增加能显著提高再生剂的扩散程度;再生剂在老化沥青中的充分扩散有利于再生沥青混合料强度的提高.     

微波敏感型沥青再生剂再生性能及机理

采用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)、红外光谱仪(IR)和扫描电子显微镜(SEM)等测试了原样沥青、RTFOT短期老化沥青、RTFOT+PAV(20h)长期老化沥青和YG-1再生沥青的流变参数及微观指标;利用灰关联分析法建立了流变参数与微观指标之间的关联度,结合Comsol数值分析结果,阐述了微波敏感型沥青再生剂的再生机理.结果表明:沥青储能模量、损耗模量、复数剪切模量与沥青组分以及官能团的关联度值均大于0.8,劲度模量变化率与胶质含量的关联度值为0.743,关联度较好;微波敏感型沥青再生剂能够恢复老化沥青组分比例和官能团数量,使老化沥青再生,其乳液体系和微波发热材料加速了再生剂与老化沥青的融合.     

橡胶沥青老化性能及特征研究

制备了符合技术要求的橡胶沥青,确定了橡胶沥青模拟短期老化试验的适宜温度,通过老化模拟试验评价了橡胶沥青的老化规律.针对橡胶沥青短期老化设计了老化特征试验,并进行了胶粉单独短期老化特征分析.结果表明:橡胶沥青模拟短期老化温度应采用与实际施工温度相对应的180℃;橡胶沥青短期老化过程中橡胶沥青内部仍进行着剧烈的溶胀反应,此作用有可能超过橡胶沥青的老化作用,从而导致一些流变特性规律与老化趋势相反;橡胶沥青实际施工过程中,沥青对胶粉有隔氧保护作用,橡胶颗粒在沥青里主要发生溶胀反应,老化作用很小,从而提高了橡胶沥青的抗老化性能.     

炭黑对紫外光老化后沥青及沥青混合料低温性能影响分析

为了探究炭黑对紫外光老化后沥青及沥青混合料低温性能的影响,利用紫外老化箱加速材料老化,通过25℃针入度试验,5℃延度试验,弯曲梁流变试验,沥青混合料低温弯曲和劈裂试验,对炭黑沥青与基质沥青及相应沥青混合料抗紫外老化性能进行对比分析。结果表明：在相同紫外光照条件下,与基质沥青相比,炭黑沥青蠕变劲度升幅小,针入度、5℃延度与m值降幅小。添加炭黑与无炭黑两种沥青混合料在室内辐射1d（等效于林芝地区室外辐射52d）时低温指标下降最快,添加炭黑沥青混合料相较无炭黑沥青混合料应变能密度下降幅度更小,低温劈裂强度变化幅度更低,达到最大老化水平的时间更长,证明紫外光老化后炭黑沥青比基质沥青具有更好的柔性和应力松弛水平,炭黑沥青混合料具有较低的紫外光敏感度与更好的抗光老化耐久性。建议炭黑用于我国青藏高原等紫外线辐射强烈、夏凉冬寒地区的沥青路面工程中,可有效提高沥青路面在紫外光作用下的使用寿命,减少温度裂缝的产生,提高道路使用寿命。     

路用沥青再生剂的研究

通过对老化沥青的流变行为的分析,研究路用沥青再生剂。旧路面的老化沥青掺入5％～11％再生剂后,路用性能得以明显改善,调配一定的沥青后,旧路面老化沥青的主要性能符合重交沥青AH-70的标准。     

废机油残留物再生沥青的抗老化性能

以废机油残留物(REOB)作为沥青再生剂,从REOB自身、REOB再生沥青及REOB再生沥青混合料3个层次进行老化性能研究.通过延时薄膜烘箱老化试验(TFOT)(老化时间分别为5、10、15、20、25 h),测定了REOB再生沥青、RA5再生沥青和基质沥青的质量及黏度变化,并采用弯曲梁流变试验评定3种沥青老化后的低温...     

废机油再生SBS改性沥青的性能及机理EI北大核心CSCD

为了研究废机油作为再生剂的可行性以及不同再生剂对老化SBS改性沥青的再生效果,通过常规性能试验、动态剪切流变(DSR)试验对SBS改性沥青再生后的性能进行评价,采用原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FTIR)及热重分析(TG)研究了SBS改性沥青的再生机理.结果表明:XT-1再生剂和废机油对老化SBS改性沥青的针入度、软化点、延度均有较好的恢复效果;XT-1再生剂可以提高再生沥青的低温抗裂性能;废机油对老化SBS改性沥青疲劳寿命的影响更为明显;废机油对再生沥青黏弹性能有更好的恢复效果,可以改善老化作用对SBS改性剂的降解;XT-1再生剂和废机油的加入都调节了SBS老化沥青中的组分,改善了其路用性能,但并未发生化学反应.     

生活废旧塑料改性沥青的性能研究

采用Ⅰ型废旧塑料改性剂(造粒工艺制作)和Ⅱ型废旧塑料改性剂(加热和加稳定剂处理工艺制作)分别制备了Ⅰ型和Ⅱ型废旧塑料改性沥青.对比分析了Ⅰ,Ⅱ型废旧塑料改性沥青的存储稳定性、软化点及低温性能;对比分析了Ⅰ,Ⅱ型废旧塑料改性沥青混合料的马歇尔稳定度及高温稳定性;研究了Ⅰ,Ⅱ型废旧塑料改性剂的分子结构差异,探讨了废旧塑料改性剂改性沥青的机理;进行了Ⅱ-B(聚丙烯类)废旧塑料改性沥青的试验路应用.结果表明:Ⅱ型废旧塑料改性沥青的软化点可达60℃以上,试样上、下部软化点差值小于2.5℃;Ⅱ型废旧塑料改性沥青混合料的马歇尔稳定度总体上大于Ⅰ型废旧塑料改性沥青混合料;与Ⅰ型废旧塑料改性剂相比,Ⅱ型废旧塑料改性剂分子链长度缩短,支链增多,双键结构增加,且分子中含有—OH基团;Ⅰ,Ⅱ型废旧塑料改性沥青中没有新物质结构生成,废旧塑料改性沥青属于物理改性;在试验路应用中,Ⅱ-B废旧塑料改性沥青施工工艺与SBS改性沥青相同,混合料路面使用状况良好,可用于路面表面层或下面层.     

废机油活化废旧轿车轮胎胶粉改性沥青的流变性能

为解决废旧轿车轮胎胶粉难利用和螺杆高温挤出脱硫胶粉能耗高、污染大的问题,采用废机油活化辅以螺杆低温挤出的工艺制备脱硫胶粉,研究活化工艺、挤出温度、废旧轿车轮胎胶粉掺量对改性沥青脱硫程度及高低温流变性能的影响.结果表明:废机油活化能显著提高废旧轿车轮胎胶粉的溶胶含量,废旧轿车轮胎胶粉的挤出温度和掺量能显著影响改性沥青的性能,废旧轿车轮胎胶粉挤出温度为180℃的改性沥青高低温流变性能最优,加工性能良好,且废旧轿车轮胎胶粉最大掺量可达30%(质量分数).     

含餐厨废油的道路坑槽修补用冷补沥青室内性能评价

采用经过简易处理的餐厨废油与柴油混合作为稀释剂,利用自主研发的辅助添加剂制备道路坑槽修补用冷补沥青.首先采用3种柴油与餐厨废油质量比来配制稀释剂,然后以3种辅助添加剂掺量及5种基质沥青与稀释剂的质量比来调配冷补沥青,并基于冷补沥青布氏黏度的测试结果优选了2组冷补沥青配方;通过冷补沥青混合料的拌和试验、黏附性测试和间接拉伸强度试验,推荐了含餐厨废油冷补沥青混合料的最佳沥青用量.结果表明:餐厨废油的布氏黏度与柴油的布氏黏度相近,具备稀释基质沥青的功能,但掺量较高时会对冷补沥青的黏附性产生轻微的负面影响,因此需控制其掺量以保证冷补沥青的黏附性;含餐厨废油冷补沥青的建议配方为:稀释剂中柴油与餐厨废油质量比85∶15～65∶35,基质沥青与稀释剂的质量比79∶21～77∶23,辅助添加剂掺量3%～4%(外掺);含餐厨废油冷补沥青混合料的最佳沥青用量为4.7%～5.0%.     

沥青老化方式对沥青性能的影响

为了研究沥青老化过程中氧气的存在是否对沥青老化后的性能有影响,该文通过选取SK-70和PJ-90两种沥青在薄膜烘箱和真空干燥箱的老化下,对其加热前和加热后的质量变化、针入度、软化点以及沥青的四组分的变化进行了研究。研究表明,不管老化条件是有氧还是无氧,老化后的沥青的性能发生了明显的变化,针入度变小,软化点升高,饱和分和芳香分减少,胶质与沥青质增加。只是,氧气的存在加速了沥青的老化进程。     

垃圾焚烧炉渣沥青混合料的基本性能

将生活垃圾焚烧炉渣粉料(BAP)和炉渣集料(BAA)应用于沥青混合料,使用BAP完全替代天然矿粉,使用质量分数为20%、粒径0～9.5mm的BAA替代天然集料,采用马歇尔试验方法设计AC-13沥青混合料;基于冻融循环劈裂试验来评价炉渣沥青混合料的长期水稳定性,并通过单轴贯入试验探究炉渣沥青混合料的结构强度.结果表明:炉渣的掺入会增加沥青混合料的沥青用量,马歇尔试验结果均满足规范要求;沥青混合料的长期水稳定性按照强弱排序为BAA沥青混合料BAP沥青混合料普通沥青混合料,炉渣的掺入可以减小冻融循环对冻融劈裂强度比(TSR)的降低幅度;在冻融循环过程中,炉渣的特性有利于增大沥青混合料的内摩阻角,使炉渣沥青混合料具有更高的结构强度.     

废旧橡胶粉沥青混合料性能研究

通过对掺加废旧橡胶粉的沥青及其混合料配合比设计、路用性能及降噪环保功能的对比研究．说明了掺加胶粉可以有效改善沥青路面的稳定性和耐久性,同时为销纳工业废料提供了新的途径。