TerminalBlend废胶粉-纳米SiO_2改性沥青粘温关系及低温韧性

为评价废胶粉-纳米复合改性沥青的高温抗变形性、流变特性及低温韧性,制备了湿法Terminal Blend胶粉-纳米SiO_2复合改性沥青,并借助旋转粘度、针入度、软化点、5℃和15℃延度试验进行了性能表征,还基于实测表观粘度拟合了复合改性沥青粘度-温度关系。结果表明:掺加纳米SiO_2后,复合改性沥青针入度减小,软化点升高,高温抗变形性能得到改善,且纳米SiO_2掺量越大,改善越显著;纳米SiO_2掺量4%时5℃延度比未掺前提高约37.5%。此外,复合改性沥青高温粘度较基质沥青和未纳米改性时有所增加,但135℃粘度不超过1500cP,施工和易性良好;粘度数据拟合还表明在135~200℃温度域内,复合改性沥青粘温关系符合较好的指数关系。     

复合胶粉改性沥青的微观结构与流变特性

在基质沥青中加入18%的废胎橡胶粉和2%的SBS,通过湿法得到复合胶粉改性沥青（CCRMA）。采用扫描电镜（SEM）和动态力学的方法（DSR）研究了改性沥青的微观结构和较宽温度范围的流变性能;通过对复数模量主曲线的拟合,在更宽频率范围内研究该沥青的流变特性。结果表明,胶粉颗粒的表面网状结构可很好地吸附沥青,改性后的沥青...     

RET复配胶粉改性沥青流变特性与改性机理研究

采用动态剪切流变、重复蠕变和弯曲梁流变等试验,对胶粉、RET以及RET复配胶粉改性沥青在高低温状态下的流变特性进行了系统研究,并与SBS、SBR改性沥青进行了对比。通过DSC试验分析了RET复配胶粉、SBS、SBR等改性沥青的改性机理。结果表明:相比于SBS改性沥青,RET复配胶粉能够显著改善沥青的高温抗变形能力;SBS可大幅提高沥青的弹性变形恢复能力,而RET复配胶粉显著增加了沥青的粘度;通过RET复配胶粉,可有效改善RET改性沥青的低温性能;RET复配胶粉可以减小基质沥青的热流率,相比于SBS、SBR改性沥青,其玻璃态转化温度较低,热稳定性相对较好。     

微波胶粉改性沥青的热老化性能

设计不同时间及温度条件对微波胶粉改性沥青进行老化试验,通过沥青三大指标及动态剪切流变试验,分析了微波胶粉改性沥青在热氧老化作用下性能的变化,并建立热老化动力学方程以揭示微波胶粉改性沥青在老化作用下的性能变化规律。研究结果表明:微波胶粉改性沥青在热氧老化作用下,其内部轻质组分大量逸出,同时部分转变为沥青质等重质组分,沥青变得脆硬,高温抗变形能力提高,而温度和时间的提高均会促进沥青老化程度的加深;微波胶粉改性沥青老化过程中仍存在强烈的胶粉溶胀与降解反应,两种作用共同促进了微波胶粉改性沥青180℃特殊的流变性;采用软化点作为老化参数建立的老化动力学方程能够准确模拟微波胶粉改性沥青的老化进程。     

温拌胶粉改性沥青混合料的动态模量

为研究温拌沥青混合料中橡胶粉目数及温拌剂对胶粉改性沥青混合料动态力学性能的影响,本实验利用UTM-100试验设备对温拌前、后不同目数的胶粉改性沥青混合料在5 ℃、20 ℃、35 ℃、50 ℃下进行单轴压缩动态模量试验。结果表明:当频率从0.1 Hz增加到25 Hz,胶粉改性沥青混合料的动态模量不断增大,而不同温度下动态模量的增量也各不相同。当温度从50 ℃降低到5 ℃,胶粉改性沥青混合料的动态模量表现为前一阶段增加快后一阶段增加慢的特点。温拌后胶粉改性沥青混合料的动态模量在中、低温区(5～35 ℃)时减小,高温(50 ℃)时增大;相位角在较低温度(5 ℃)时随频率的增大而减小,在高温(50 ℃)时随频率的增大而增加,在中间温度区(20～35 ℃)相位角则是先增大后减小;温拌后胶粉改性沥青混合料的相位角总体表现为较低温度(5 ℃)时相位角增大,较高温度(50 ℃)时相位角减小的现象。进一步得到的车辙性能指标E*/sinδ同样表明:温拌后会提高胶粉改性沥青混合料在高温时的抗车辙性能,且温拌混合目胶粉改性沥青混合料的高温性能优于温拌60目胶粉改性沥青混合料。最后依据时温等效原理得到了动态模量主曲线,并在此基础上结合移位因子全面地描述了材料的动态黏弹特性。     

基于流变指标的胶粉复合改性沥青热氧老化程度评估

本研究采用薄膜烘箱和压力老化仪对胶粉复合改性沥青进行不同程度的热氧老化,通过分析胶粉复合改性沥青的车辙因子、疲劳因子在不同热氧老化程度下的变化,探究热氧老化下流变指标与组分比的对应关系,建立了基于温度和流变指标的变化方程来计算组分比均值,并以YH-801 SBS和LG-501 SBS胶粉复合改性沥青验证该方程,表明采用该方程计算的组分比均值符合组分比的变化规律,这说明此方法评价热氧老化程度可行,可为胶粉复合改性沥青的再生提供依据。     

复杂气候条件下胶粉改性沥青的低温性能

我国北方地区夏季高温炎热,冬季寒冷冰冻。沥青路面在施工和使用的过程中,高温易导致老化,低温易发生冻融循环,都会对沥青的性能产生影响。本研究分别对基质沥青和胶粉改性沥青进行短期、长期热老化试验和盐冻循环试验,并对环境影响后的基质沥青和胶粉改性沥青进行弯曲梁流变试验(Bending beam rheometer,BBR),通过弯曲蠕变劲度S和蠕变速率m对比其低温性能的变化规律。同时对不同环境影响后的两种沥青进行原子力显微镜(AFM)观测,比较两种沥青微细观结构的变化情况。结果表明:基质沥青和胶粉改性沥青的低温抗裂性能和抗变形能力受热老化影响严重,季节性冰冻区沥青路面铺设和使用时要注意热老化的控制和预防,从而保证道路的使用寿命;与基质沥青相比,胶粉改性沥青盐冻循环和热老化后的抗变形能力和低温柔性得到改善,其更适合北方寒冷地区使用。     

降黏型温拌胶粉改性沥青高低温性能试验

通过动态剪切流变试验(DSR)和小梁弯曲蠕变劲度试验(BBR),对添加不同掺量(1%、2%、3%)有机降黏剂(LP)的胶粉改性沥青(CR)高低温性能进行研究。结果表明:LP的添加使胶粉改性沥青的高温性能得到改善,复数剪切模量G*增大,相位角δ减小,且随着LP掺量的增加,其高温抗变形能力逐渐增强。对于低温性能,LP的添加可以提高胶粉改性沥青的低温性能,但不同温度下,随着降黏剂LP掺量的增加,其低温抗裂性能呈减小趋势,对改善胶粉改性沥青低温性能有一定的负面影响,且随着温度的降低,LP对胶粉改性沥青的低温性能改善效果减小,不同掺量对其影响相差不大。     

PR.M/胶粉复合改性沥青流变及微观特性研究

为改善基质沥青的高、低温性能,采用胶粉和高模量剂PR.M对其进行复配改性.利用动态剪切流变和弯曲梁流变试验评价了PR.M/胶粉复合改性沥青的高、低温流变性能;通过多应力重复蠕变(MSCR)试验分析了PR.M/胶粉复合改性沥青的抗永久性变形能力;借助热重分析试验获得了PR.M/胶粉复合改性沥青的热分解温度;应用傅里叶变换红外光谱试验探究了PR.M/胶粉复合改性沥青制备过程中可能发生的化学反应;利用荧光显微试验分析了PR.M/胶粉复合改性沥青中胶粉及PR.M的作用机理.结果表明:PR.M对基质沥青的高温性能改善效果优于胶粉;胶粉可以改善基质沥青的低温性能;胶粉和PR.M均可以提高基质沥青的抗永久变形能力;PR.M/胶粉复合改性沥青的热分解温度与PR.M、胶粉的掺量有关,PR.M和胶粉的掺量越大,复合改性沥青的热分解温度越高;PR.M/胶粉复合改性沥青制备过程以物理共混为主,伴随化学反应的发生;胶粉溶胀改善了基质沥青的低温性能,PR.M溶胀改善了基质沥青的高温性能.     

基于DIC技术分析老化前后温拌胶粉改性沥青混合料的开裂特性

为了研究重复荷载作用下热老化对温拌胶粉改性沥青混合料(WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(HMA)开裂特性的影响,基于数字图像相关技术(DlC)对重复荷载下的半圆弯曲实验(SCB)试件开裂全过程应变场进行观测,同时通过半圆三点弯曲实验、集料接触角测量实验进一步分析老化前后WMA和HMA的开裂特性.结果表明,采用细观指标(开裂点处水平应变Exx、损伤因子D)和宏观力学指标(断裂能密度FE、蠕变应变能密度DCSE)以及两种沥青与集料间的黏附性指标(黏附功Was)对沥青混合料的抗裂性能分析得出了一致的结论,即随着热老化程度的加深,WMA和HMA的抗损伤性能和抗开裂性能逐渐变差,且WMA的抗开裂性能和抗老化性能均优于HMA.     

高粘沥青胶浆动态剪切流变特性

针对探索不同类型的高粘沥青胶浆动态剪切流变特性,有利于完善多孔沥青混合料配合比设计。分析材料组成、粉胶比、温度等对高粘沥青胶浆动态剪切流变特性的影响,结果表明,沥青粘度高、矿粉比表面积大,形成的高粘沥青胶浆相位角相对较小,抗车辙因子较大;与矿粉类型相比,沥青性质对胶浆抗车辙因子影响显著,对改善胶浆抗高温变形能力起主导作用;粉胶比增大,抗车辙因子随之增大,并随温度变化呈幂函数关系变化趋势。提高改性沥青粘度或增大矿粉比表面积,均可有效降低高粘沥青胶浆抗车辙因子的温度敏感性,改善高粘沥青胶浆高温抗变形性能。     

橡胶粉/SBS与高黏剂复合改性沥青的制备及性能研究

为了给排水性沥青路面提供所需的高黏度改性沥青,并控制其制备成本,通过添加橡胶粉、SBS改性剂和高黏剂制备了高黏度复合改性沥青.根据针入度、延度、软化点、针入度指数和60℃动力黏度等指标,研究了各改性剂对复合改性沥青性能的影响,确定各自的合适掺量.采用软化点差值法评价高黏度复合改性沥青的热储存稳定性,采用动态剪切流变试验(DSR)研究高黏度复合改性沥青的高温流变性能,采用复数模量指数(GTS)法研究高黏度复合改性沥青的感温性能,借助傅里叶红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)对高黏度复合改性沥青的改性机理进行分析.试验结果表明:5％的SBS改性剂、13％橡胶粉和4％的高黏剂为合适的配比掺量,所制备的高黏度改性沥青具有较强的高温抗车辙能力和良好的感温性能,并满足储存稳定性要求.橡胶粉、SBS和高黏剂与基质沥青之间既存在物理共混,也有化学反应的发生.     

短期老化对橡胶粉改性沥青流变性能的影响

为探究短期老化作用对橡胶粉(CR)改性沥青性能的影响,针对经旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)老化前后的CR改性沥青,进行动态剪切流变实验(DSR)和重复蠕变恢复实验(RCRT)得出相应流变参数,并结合扫描电子显微镜(SEM)从细观的角度观察沥青内部结构变化及其对沥青流变性能的影响。结果表明:老化作用引起沥青组分的变化,使沥青表现出硬化现象;老化作用对CR改性沥青的变形恢复能力和变形影响随温度升高而减小;老化作用和温度的影响大于应力对其影响;随温度的升高,老化作用对CR改性沥青流变性能影响变弱。     

基于多应力蠕变恢复实验的高黏改性沥青高温流变特性与分级

为研究高黏改性沥青在动载和非线性区间下的流变特性,采用动态剪切流变仪分别对国内外2种高黏改性剂(国产S型和意大利I型)掺量分别为0％、6％、8％、10％和12％的高黏改性沥青进行动态力学试验和多应力蠕变恢复试验,评价了2种高黏改性沥青基于时温等效原理得出的在宽域条件下动态力学性质和非线性区间下抵抗不可恢复变形能力.试验...     

水基纳米TiN流体粘度及流变特性的研究

为了获得具有良好稳定性的纳米流体,采用"两步法"制备了若干的水基纳米TiN流体,分别从搅拌时间、分散剂质量分数、分散介质种类、粘度计转子转速各个方面,考察了这种纳米流体在不同制备条件下的粘度,分析了流体粘度随这些因素的变化规律,并对其流变特性进行了相关的研究。测试结果表明,上述诸因素对纳米流体的粘度及流变特性都有不同程度的影响。纳米TiN流体的粘度随搅拌时间的延长而降低,最后趋于稳定;纳米TiN流体的粘度随分散剂质量分数的增加而呈增长趋势,且增长幅度较小并最后趋于稳定;纳米TiN颗粒在不同分散介质中进行分散时,所得到的流体粘度也有一定的差别;纳米TiN流体的粘度与转子转速呈近似的线性关系,且近似趋于牛顿流体。