多尺度评价相对湿度对沥青-集料黏附性的影响

本工作分别在四种具有代表性的相对湿度条件下，对沥青-集料进行了宏观拉拔试验和微观表面能试验，以研究相对湿度对其黏附性的影响规律。研究结果表明：在宏观上，拉拔力随相对湿度的增加逐渐减小，同时沥青-集料界面由内聚开裂向混合开裂过渡；在微观上，沥青内聚能随相对湿度变化不明显，而沥青-集料界面结合能随着相对湿度的增加而降低。因此，沥青-集料的黏附性随着相对湿度的增加而逐渐减小，水气分子浓度的增大能够加剧水分子对沥青的置换，使得沥青更容易从集料表面剥落。通过沥青的宏观剥落率和微观表面能参数，建立了界面能指标，该指标多尺度地评价了沥青与集料的黏附性，评价结果与宏、微观试验一致，表明界面能指标的有效性。     

基于灰熵分析法研究沥青-集料的黏附性能

基于表面自由能理论,利用接触角测量仪测定不同沥青、集料与已知试剂的接触角,通过相关公式计算并对比不同沥青-集料系统的黏附功和剥落功,研究不同因素对沥青-集料系统黏附性能的影响;对各影响因素进行灰关联熵分析,以确定各因素对沥青-集料系统黏附性能的影响程度。结果表明:不同沥青-集料系统具有不同的黏附功和剥落功,即具有不同的水稳定性;原材料中,沥青黏度越大,与集料的黏附性越好;而集料则表现为pH值越大,与沥青黏附性越好。外界环境影响因素中,除冰盐浓度越大、冻融循环次数越多、老化越严重,沥青-集料的黏附性越差。灰关联熵分析结果表明,影响沥青与集料黏附性的因素中,按其影响程度强弱从大到小排序为集料种类沥青种类盐浓度冻融循环次数老化水平。因此,在道路工程中不仅要合理进行配合比设计以严格控制空隙率,还应选择黏度较大的沥青和pH值较大的集料,此外应严格控制除冰盐的用量。     

亲水基团对十二烷基阴离子乳化剂在SiO2表面吸附影响的分子动力学模拟与试验研究

乳化沥青破乳过程中，乳化剂分子亲水基团吸附于集料表面，亲油基团牵引沥青微滴向集料表面聚集，从而达到破乳。因此，为了探究乳化剂亲水基团对乳化沥青破乳过程的影响，通过分子动力学模拟和电导率试验探究了疏水基团为十二烷基碳链、亲水基团不同的5种阴离子乳化剂在玄武岩主要化学成分（SiO₂）表面的吸附情况。模拟结果表明，亲水基团中的K⁺比Na⁺更能增强十二烷基阴离子乳化剂与水分子间的范德华相互作用，促进十二烷基阴离子乳化剂在SiO₂表面的聚集和吸附；在亲水基团中引入苯基官能团可提高十二烷基阴离子乳化剂与水分子间的范德华相互作用、十二烷基阴离子乳化剂在SiO₂表面的吸附能力，苯基官能团的引入率越高，十二烷基阴离子乳化剂与水分子间的范德华相互作用及十二烷基阴离子乳化剂在SiO₂表面的吸附能力越强；由于库仑力的作用，5种十二烷基阴离子乳化剂的疏水基团尾端C原子、亲水基团极性头S原子在SiO₂表面的扩散行为比十二烷基阴离子乳化剂自身在SiO_2<...     

基于表面自由能理论研究改性沥青-集料复合材料黏附性能

基于表面自由能理论,首先测定不同沥青、集料与已知试剂的接触角,然后通过相关公式计算得到沥青-集料复合材料的黏附功、剥落功及水稳定性指标ER,并分析老化前后沥青-集料复合材料的黏附性变化。研究结果表明:沥青-集料复合材料的黏附过程和剥落过程均对外放热且自发进行;同种沥青不同集料的复合材料黏附性和抵抗水损害能力排序为沥青-石灰岩沥青-玄武岩沥青-花岗岩,不同沥青同种集料复合材料黏附性强弱和抵抗水损害能力排序为复合改性沥青(CM)-集料胶粉改性沥青(CRM)-集料苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青(SBSM)-集料复合材料;老化后沥青-集料复合材料的黏附性能和抵抗水损害能力均呈现下降趋势,且压力老化(PAV)比旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)更为明显,但老化过程并未改变沥青与集料间的配伍性;对三种改性沥青的SEM图像进行分析,发现老化后沥青与集料界面黏结特性发生变化,导致沥青-集料复合材料黏附能力下降。     

泡沫沥青冷再生技术在城市道路中的应用

泡沫沥青冷再生是将一定的常温水注入热沥青,使其发生膨胀,形成大最的沥青泡沫。并在很短的时间内让沥青泡沫破裂。当泡沫沥青与集料接触时,沥青泡沫化为数以万计的“小颗粒”,散布于细集料的表面,形成黏有大量沥青的细料填缝料。经过拌和压实,这些细料能填充粗料之间的空隙,并形成类似砂浆的作用,使混合料达到稳定。     

水泥对泡沫沥青冷再生混合料强度影响机理

采用扫描电镜对掺加水泥前后回收沥青路面材料(RAP)、新集料、泡沫沥青胶浆微观形貌的分布特征等进行对比研究,进而采用工业CT的无损检测技术定量揭示了水泥对泡沫沥青冷再生混合料马歇尔试件内部孔隙特征的影响。研究结果表明,泡沫沥青冷再生混合料中水泥水化产物显著改善了集料表面的棱角性,从而增加了沥青与集料的粘附性;水泥水化物与沥青形成的胶浆复合物所构成的空间立体网格结构在混合料中起到"加筋"、填充作用,且显著增强了泡沫沥青胶浆的整体稳定性,从而提高了混合料的强度;水泥水化产物起到次级结合料的同时,还改变了混合料内部孔隙分布特征,增加了微孔隙数量,降低了内部孔隙的平均孔径,从而提高了混合料的水稳定性。     

润滑油对钢板胶接强度及环境腐蚀性能的影响

本文针对裸钢板及其涂润滑油的钢板表面进行接触角测试、表面自由能计算,进而研究润滑油对其界面粘合功与接头强度的影响;并在此基础上,分析润滑油对钢板单搭胶接接头在水浴环境中的抗腐蚀性能影响。结果发现:润滑油极大地提高了钢板与胶粘剂间界面结合能中的极性分量,从而略微提高了钢板胶接接头强度,改善了接头失效模式。在水浴环境下,由于扩散到界面处的水分子对氢键的破坏及对极性分子的溶解,接头强度急剧下降,界面失效面积增加。润滑油主要增加了界面结合能中极易被水分子破坏的极性分量,因而对钢板胶接接头水浴环境腐蚀性能影响较小。     

P(NIPAM-NVP)温敏凝胶膜的制备及其性质研究

制备了N-乙烯基吡咯烷酮(NIPAM)改性的聚异丙基丙烯酰胺凝胶膜,分别研究了NIPAM和交联率对凝胶的平衡含水率和扩散行为的影响。结果表明:NIPAM的加入以及凝胶交联率的降低,皆可导致凝胶平衡含水率的提高。水分子在凝胶中的扩散行为属非Fick扩散,并且随着NIPAM的加入以及凝胶交联率的降低,扩散特征指数和扩散系数增加。     

沥青路面水损害原因分析与防治措施

本文对沥青路面水损害的形成原因进行了分析，指出沥青路面水损害是来源于沥青膜从集料表面的剥离，其条件是水分介入沥青与集料界面上，改变了沥青、集料与水分的关系。它的破坏机理是在水动力的作用下，沥青膜逐渐从集料表面剥离，导致集料之间粘结力丧失。针对水损害原因．提出防治措施。     

沥青再生剂扩散系数模型及其影响因素

为满足道路养护对高效沥青再生剂的需求,研究基于对自由体积理论的分析建立再生剂扩散系数预测模型,结合基团贡献法、参数拟合法计算模型参数,通过模拟方法验证模型有效性。模拟及预测扩散系数对比表明,扩散系数模型能够有效预测再生剂在老化沥青中的扩散系数。同时,研究基于模型对扩散行为的影响因素进行分析,探究了分子间相互作用、温度与再生剂扩散行为之间的关系。结果显示：芳香分再生剂与沥青分子间的相互作用比饱和分再生剂高,扩散速度较快;随温度的升高,饱和分再生剂的分子加速扩散,温度达到400 K后,饱和分再生剂的扩散系数大于芳香分再生剂。以上结果说明,在选用再生剂时,需同时关注温度及内部分子的化学结构对再生效率的影响。