短期老化对桥梁无缝伸缩缝沥青胶结料的影响

通过薄膜烘箱老化试验(TFOT)模拟无缝伸缩缝沥青胶结料的高温短期老化过程,分析老化后沥青胶结料的质量损失、弹性回复率以及流变性能。试验结果表明高温老化导致沥青胶结料中轻组分挥发,低温弹性回复下降,高低温复合模量增加,但相位角变化较小,车辙因子和疲劳因子大体呈增趋势。短期老化后沥青胶结料仍表现出很好的粘弹性,有利于保持其使用性能。     

基于分子模拟的沥青胶结料物理老化机理研究

利用Materials Studio软件建立沥青的四组分模型,利用体积温度曲线得到了该沥青模型的玻璃化转变温度,同时利用差示扫描量热（DSC）试验验证了沥青模型所得玻璃化转变温度的可靠性,并在低于玻璃化转变温度下利用分子动力学从微观上对沥青分子的物理老化现象进行模拟与分析.结果表明：在低于沥青玻璃化转变温度的等温等压条件下,沥青模型随着时间的延长,出现了自由体积减小、密度增大的物理老化现象;低温下沥青质和胶质导致沥青活动性降低,出现了物理老化现象,实现物理老化的微布朗运动的分子活动力主要来自饱和分和芳香分.     

聚合物彩色胶结料老化特性研究

针对多数彩色路面服役2～3年后出现的胶结料老化现象,开展聚合物彩色胶结料及其老化特性研究。采用正交试验设计方法,选用SEBS聚合物、树脂、橡胶油、颜料等制备不同材料组成的彩色胶结料,采用旋转薄膜法模拟彩色胶结料在拌和施工中的老化。采用蠕变-恢复试验参数分析彩色胶结料老化前后的力学性能,研究老化对蠕变-恢复性能的影响规律,探究各原材料与老化性能的相关性。结果表明,橡胶油和SEBS是影响抗老化性能的主要因素,在一定范围内,橡胶油越少,SEBS越多,彩色胶结料的抗老化性能越良好。     

改性剂对沥青胶结料性能指标影响的研究分析

研究了TPS、路孚8000及Sasobit改性剂对沥青胶结料性能的影响,试验结果表明:三种新型添加剂对高温稳定性均有较大提高,TPS对低温抗裂性也有较大提高,以改善沥青胶结料的高温性能和低温性能。     

高模量沥青胶结料路用性能流变学分析

以基质沥青、高模量改性沥青和SBS改性沥青的路用性能为研究对象,通过常规流变学试验方法,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂对基质沥青黏弹特性的定性影响,并量化分析了不同外掺剂种类对基质沥青路用性能的影响;通过多应力重复蠕变恢复试验,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂在提高基质沥青抗车辙能力上的差异和提高效果;基于加速疲劳试验方法对上述三大类沥青胶结料的疲劳损伤及失效特性进行对比研究,分析比较了不同沥青胶结料在疲劳损伤演化和疲劳寿命方面的差异.结果表明:RA(resin alloy)和PR(PR plasts)这2种常用高模量外掺剂在提高沥青胶结料劲度模量方面具有相近的效应;三大类沥青胶结料在相同试验温度条件下的永久变形抵抗能力排序为:高模量改性沥青SBS改性沥青基质沥青;三大类沥青胶结料疲劳寿命的排序为:SBS改性沥青高模量改性沥青基质沥青;此外,在使用相同基质沥青的条件下,掺加RA的高模量改性沥青比掺加PR的高模量改性沥青具有更好的抗疲劳性能.     

高模量沥青胶结料性能试验研究

为评价高模量添加剂对沥青胶结料性能的影响,以50号基质沥青为原材料,添加岩沥青添加剂RA和聚合物添加剂PR,制备得到2种高模量沥青50号+RA和50号+PR,将50号基质沥青和SBS改性沥青作为对照组,组成4种沥青试样.采用动态剪切流变试验、多应力蠕变恢复试验和低温弯曲蠕变试验分别对沥青材料的线黏弹性、高温稳定性和低温...     

水性环氧乳化沥青胶结料性能试验研究

为了研究一种冷补料用水性环氧乳化沥青新型胶结料,采用环氧树脂增韧改性和固化剂侧基增韧改性的方法,通过掺配试验优选得到胶结料配方。试验结果表明：拌和后树脂固化产物具有较高的强度及较大的断裂伸长率,固化时间也比较理想,所拌制的冷补料路用性能能够满足规范要求,可以作为冷补料的胶结料使用。     

沥青胶结料低温物理硬化及结晶动力学分析

为了准确模拟沥青胶结料的物理硬化过程及评估其物理硬化趋势,采用常规弯曲梁流变(BBR)试验设备对10种常用道路沥青进行了改进弯曲梁流变(EBBR)试验,并根据试验结果计算了低温等级损失指标;此外,在设计不同的低温恒温养护时间的基础上,测试了沥青蠕变劲度与蠕变劲度变化率,并采用Avrami等温结晶动力学理论对试验结果进行了拟合分析.结果表明:EBBR法较BBR法对沥青的低温性能区分精度更高;采用Avrami等温结晶动力学理论可较好地模拟沥青胶结料的物理硬化过程,拟合分析得到的Avrami指数与EBBR试验得到的低温等级损失值变化规律具有一致性;沥青胶结料低温物理硬化与结晶性能为评价沥青在实际工程中的低温抗开裂能力提供了更准确的信息.     

多尺度纳米材料对沥青流变和老化性能的影响

采用布氏旋转黏度、动态剪切流变和弯曲梁流变试验,同时结合红外光谱试验对比研究了多尺度纳米材料对不同老化状态下4种沥青——SK-70和Alfa-70基质沥青、SBR和SBS改性沥青(SBRMA, SBSMA)流变性能的影响.结果表明:4种沥青经多尺度纳米材料改性后,布氏旋转黏度、复数模量及车辙因子均得到不同程度的提高;长期热氧和光氧老化后的疲劳因子降低,即抗疲劳性能得到改善,且对SBRMA的改善最明显.相比未改性沥青,多尺度纳米材料改性后4种沥青在各种老化方式下的复数模量老化指数均降低,而且SBSMA和SBRMA这2种聚合物改性沥青老化前后的丁二烯指数差值也降低,即4种沥青的耐热氧和耐光氧老化性能同时得到有效改善,且对SBRMA的改善效果最好.多尺度纳米材料提高了2种基质沥青的低温连续等级温度,但同时在一定程度上降低了2种聚合物改性沥青的低温连续等级温度.     

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。     

多尺度纳米材料对再生沥青长期老化性能的影响

研究了由不同掺量有机蛭石（OEVMT）和纳米氧化锌（Nano ZnO）组成的多尺度纳米材料对再生沥青长期热氧和光氧老化性能的影响。利用薄膜烘箱对普通基质沥青进行老化以制得老化沥青,采用熔融共混方法,先将老化沥青、普通基质沥青以及再生剂按照一定的比例混合以制得再生沥青,再将多尺度纳米材料加入到再生沥青中制得多尺度纳米材料改性再生沥青。采用压力老化箱老化（PAV）和加速紫外光老化（UV）分别模拟再生沥青的长期热氧老化和光氧老化条件。通过传统物理性能试验和动态剪切流变试验评价了再生沥青的老化性能。结果表明:添加多尺度纳米材料提高了再生沥青老化前的高温稳定性、剪切变形抵抗力和弹性行为,但一定程度上削弱了其低温塑性变形能力;多尺度纳米材料有效改善了再生沥青长期热氧和光氧老化抵抗力;综合考虑长期老化性能数据,多尺度纳米材料的推荐掺量（质量分数）为1%OEVMT+3%NanoZnO。     

老化对胶粉和SBS改性沥青流变性能的影响

为研究短期老化作用对胶粉(CR)改性沥青和SBS改性沥青流变性能的影响,通过旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)对CR改性沥青和SBS改性沥青进行短期老化,然后在不同温度和荷载频率下进行动态剪切流变试验(DSR),结合扫描电子显微镜(SEM),对CR改性沥青和SBS改性沥青的流变性能和微观结构进行了研究.结果表明:老化前橡胶粉及SBS改性剂都能与沥青达到良好共融,老化后SBS改性剂与沥青的界面结合状况却差于橡胶粉与沥青的界面结合状况;老化作用使CR改性沥青和SBS改性沥青由储存模量G′(弹性)占主导作用转向由损失模量G″(黏性)占主导作用的温度转化点向高温转移;短期老化作用在高温下对SBS改性沥青产生的影响较大;短期老化前后,CR改性沥青较SBS改性沥青具有更强的高温抵抗变形能力和抗车辙能力;随加载频率增大,2种改性沥青的高温抗车辙能力都得到增强.     

基于介电性质的沥青抗老化性能量化表征与分析

通过对热氧老化前后的90^#基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青进行三大指标、布氏黏度、频率扫描、线性振幅扫描和介电常数测试,研究了老化前后沥青基础指标、流变学指标、疲劳性能及沥青组分的变化情况,量化了短、长期老化后各指标的变化情况,并建立了沥青组分与性能指标之间的量化关系.结果表明：采用三大指标描述沥青老化程度时,针入度指标评价最为合理;基质沥青的黏度、温度敏感性、复数剪切模量主曲线和抗疲劳性能受热氧老化的影响大于SBS改性沥青;基质沥青的黏度和温度敏感性在短期老化过程中变化更明显,SBS改性沥青的黏度和温度敏感性在长期老化过程中变化更明显;2种沥青的抗疲劳性能和复数剪切模量的衰减主要发生在长期老化过程中;采用介电常数对沥青组分进行划分,并以此关联沥青老化前后性能变化的分析方法是可行的.     

胶粉复配RET改性沥青老化前后流变特性与老化机理

采用动态剪切流变和弯曲梁流变试验,研究了胶粉复配反应性弹性体三元共聚物(RET)改性沥青经历短期及长期老化前后的高低温流变特性,并与SBS复配RET改性沥青进行了对比;通过原子力显微镜对胶粉复配RET,SBS复配RET改性沥青老化前后的改性机理进行了初步分析.结果表明:胶粉、RET的掺入能改善沥青老化前后的高温性能;相比于SBS复配RET,胶粉复配RET对短期老化前后沥青的高温性能改善更显著,且长期老化后其劲度模量增长幅度更低;随着RET掺量的增加,胶粉复配RET,SBS复配RET改性沥青老化前后的高温抗变形能力随之增强,其低温性能变化不大;胶粉复配RET改性沥青的微观形态中出现明显的"黑白斑点"结构,相较于SBS复配RET改性沥青,胶粉复配RET改性沥青老化后的黏结力与耗散能提高,弹性模量降低,抗老化性能更好.     

热老化下沥青胶浆微观结构及自愈合性能评价

为研究热老化作用下沥青胶浆的自愈合特性,针对3种沥青胶浆,利用原子力显微镜(AFM)、动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)进行微观结构、疲劳—愈合—再疲劳、蠕变—愈合—再蠕变测试,通过2个愈合指数(H I1和H I2)研究了愈合温度、沥青种类、粉胶比、老化程度、破坏程度及愈合时间对沥青胶浆自愈合性能的影响.结果表明:老化后基质沥青胶浆中蜂形结构变化显著,而老化后SBS改性沥青胶浆和胶粉改性沥青胶浆的微观结构较为稳定,微观结构的改变潜在影响沥青胶浆的自愈合性能;基于累计耗散能建立的愈合指数H I1和基于时间轴与劲度模量主曲线在双对数坐标下所围面积SA而建立的愈合指数HI2能很好地反映沥青胶浆的自愈合性能;低粉胶比沥青胶浆的自愈合能力更好,老化程度的加深导致沥青胶浆的自愈合能力降低,经历低温后改性沥青胶浆的愈合能力较好.     

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。     

层状改性剂对沥青老化性能的影响

将2种类型的层状改性剂(一种阳离子插层改性剂OMMT,两种阴离子插层改性剂A和B)利用熔融共混法制备3种改性沥青,通过薄膜烘箱老化试验(TFOT)、压力老化(PAV)和室内加速紫外老化试验(UV)研究层状改性剂对沥青老化性能的影响。结果表明:层状改性剂的加入使得改性沥青老化后软化点增量减小,残留针入度比增大,粘度老化指数也有所降低,层状改性剂能够改善沥青抗老化的性能,且A改性剂改善程度最大,OMMT改善沥青抗老化性能最弱。