灰色系统理论在研究沥青老化中的应用

灰色系统理论提出了一种新的分析方法，称为系统的关联度分析方法，采用灰色系统理论研究了道路沥青老化后的组成变化与反映沥青的理化性能的针入度，软化点和反映沥青感温性能的针入度指数PI，当量软化点T800，当量脆点T1.2以及反映沥青抗老化性能的粘度，胶体不稳定指数Ic变化的关系，关联度分析结果表明，影响它们的主要因素是沥青质含量的变化和胶体结构的变差，实验首次从数学的角度研究了沥青组成变化与沥青理化性能变化的关系，研究结果与经验分析的结果基本一致。     

灰色系统理论在SBS改性沥青中的应用

采用灰色系统关联度分析法首次从数学的角度研究了SBS质量分数与改性沥青理化性能之间的关系。分析结果表明,SBS质量分数对反映沥青低温抗裂性能指标的5℃延度具有很高的关联度,并且对反映沥青高温性能和低温性能的其它指标:软化点、当量软化点(T800)、粘弹范围(T800-T1.2)、当量脆点(T1.2)等都有着较高的关联度,表明SBS显著改善改性沥青的低温性能和高温性能是提高改性沥青路用性能的关键。研究结果与经验分析的结果基本一致,说明在SBS改性沥青研究中引入灰色系统理论是可靠的,对改性沥青研究有一定的指导意义。     

灰色系统理论在SBS改性沥青中的应用

采用灰色系统关联度分析法首次从数学的角度研究了SBS质量分数与改性沥青理化性能之间的关系。分析结果表明，SBS质量分数对反映沥青低温抗裂性能指标的5℃延度具有很高的关联度，并且对反映沥青高温性能和低温性能的其它指标：软件点、当量软化点（T800）、粘弹范围（T800－T1.2）、当量脆点（T1.2）等都有着较高的关联度，表明SBS显著改善改性沥青的低温性能和高温性能是提高改性沥青路用性能的关键。研究结果与经验分析的结果基本一致，说明在SBS改性沥青研究中引入灰色系统理论是可靠的，对改性沥青研究有一定的指导意义。     

沥青抗老化性能的研究

制备了 5种牌号的重交通道路沥青 ,并通过薄膜烘箱 (16 3℃ ,5h)实验前后正戊烷沥青质含量的变化及胶体不稳定指数和老化指数比较了它们的抗老化性能 ,同时建立了辽曙一区原油的切割温度及调和剂用量与使用性能关系的回归方程。实验结果表明 :所建立的切割温度与针入度、软化点关系及调和剂用量与针入度、软化点关系的回归方程对沥青工业生产和使用具有一定的指导意义。沥青老化后针入度明显降低、软化点升高、延度变差。沥青质含量变化最快的道路沥青抗老化性能最差 ;胶体不稳定指数越小 ,胶体结构越稳定 ,抗老化性能越好 ;老化指数越大的沥青 ,抗老化性能越差     

沥青抗老化性能的研究

制备了5种牌号的重交通道路沥青，并通过薄膜烘箱（163℃，5h)实验前后正戊烷沥青质含量的变化及胶体不稳定指数和老化指数比较了它们的抗老化性能，同时建立了辽曙一区原油的切割温度及调和剂用量与使用性能关系的回归方程。实验结果表明：所建立的切割温度与针入度、软化点关系及调和的剂用量与针入度、软化点关系的回归方程对历青工业生产和使用具有一定的指导意义。沥青老化后针入度明显降低、软化点升高、延度变差。沥青的含量变化最快的道路沥青抗老化性能最差；胶体不稳定指数越小，胶体结构越稳定，抗老化性能越好；老化指数越大的沥青，抗老化性能越差。     

辽曙道路沥青感温性的评价

在总结了国内外相关文献的基础上,介绍和论述了评价道路沥青感温性的各项指标,并利用针入度指数对辽河油田曙光一区的超稠原油生产的道路沥青的感温性进行了评价,同时与国内外一些品牌的沥青进行比较。评价道路沥青感温性的指标包括针入度指数PI、针入度粘度指数、粘温指数等;评价沥青高温稳定性的指标有软化点、当量软化点;评价沥青低温性能的指标有脆点和当量脆点等。实验结果表明,辽曙一区原油研制的1号和2号高等级道路沥青的PI值、当量软化点和当量脆点符合中国石油化工集团公司Q/SHR003-1998和Q/SHR004-1998标准,与国外一些公司的标准相比,具有较好的感温性。     

基于BP神经网络沥青混合料低温弯拉应变预测模型

目的分析影响沥青混合料低温弯拉应变的因素,预测沥青混合料低温弯拉应变.方法基于Mablab7.1平台,应用灰色关联熵法分析了影响沥青混合料低温弯拉应变的因素,建立了结构为9-14-1的三层沥青混合料低温弯拉应变的BP神经网络预测模型.结果根据灰色关联熵法分析,确定了5℃延度、针入度指数PI、当量脆点t1.2、当量软化点t800、FAc比、25℃针入度、FAf比、软化点、CA比等9个影响因素作为神经网络模型的输入因素.通过43组试验数据对BP神经网络模型进行了学习训练,并用另外5组试验数据对模型进行了检验.预测结果与实测结果误差在工程要求精度范围以内.结论预测结果与实测结果的拟和程度较高,预测模型可信,可用于沥青混合料低温性能预测.     

SBS改性效果对基质沥青的依赖关系

SBS加入沥青后可以改善沥青的使用性能,SBS对基质沥青的改性效果与基质沥青的组成和性质有直接关系。首先以沙中减渣调合得到的沥青为基质沥青,加入不同量的SBS,考察了SBS对改性后沥青各个指标的影响,发现SBS可以使沥青针入度降低,软化点升高,低温延度(5℃)增加,抗老化性能增强,并从机理上对其进行了阐述。同时又以4种不同减渣经调和制得符合GB/T15180-94标准的AH-110的沥青为基质沥青,以胶体不稳定指数Ic为参数讨论了加入相同量SBS对不同基质沥青的改性效果,发现Ic越小,针入度、软化点、低温延度(5℃)、粘度(60℃)的变化程度越大。同时发现基质沥青的老化指数越高,SBS对其抗老化性能改善越显著。     

两种流变仪在沥青性能评价方面的应用

高温车辙及低温开裂是沥青路面在使用过程中普遍存在的问题。其中沥青作为结合料,其性能的好坏是影响沥青路面使用寿命的重要因素。常规评价沥青性能的方法是利用针入度、软化点、延度、粘度等指标,及三点针入度回归后得到的当量软化点(T800)、当量脆点(T1.2)来评价沥青的使用性能。而SHRP新的评价沥青性能的方法模拟了沥青路面在使用过程中的实际情况,因而在许多方面得到了推广和应用。选用国内外有代表性的几种沥青,按照AASHTO标准方法,用动态剪切流变仪及弯曲梁流变仪对沥青的高、低温性能进行了评价,并与常规评价沥青的方法进行了对比。试验结果表明,利用这两种流变仪评价沥青的使用性能与常规评价指标有很好的相关性。此外,两种流变仪测定的指标能够反映沥青结合料的流变性随荷载、时间、温度的变化而发生的变化,是一种更为合理的评价手段。同时,探讨了影响沥青高温车辙及低温开裂的主要因素。     

生物沥青再生沥青结合料使用性能

为研究生物沥青用作沥青再生剂的可能性,选用蓖麻油生物沥青为再生剂制备再生沥青,并通过试验研究了旋转薄膜烘箱(rolling thin film oven,RTFO)老化前后该种生物沥青掺量对再生沥青相关技术指标的影响.结果表明:随着生物沥青掺量的增加,再生沥青针入度增大,软化点降低,30%掺量的生物沥青可将老化沥青的针入度恢复到原样沥青水平.然而,生物沥青对延度的改善较差.此外,再生沥青135℃黏度、当量软化点和当量脆点降低,针入度指数PI和塑性温度范围逐渐增大,RTFO老化后残留针入度比减小,软化点增量、黏度老化指数逐渐增大.生物沥青的加入改善了再生沥青的感温性能和低温性能,对高温性能表现出不利影响.随着生物沥青掺量的增加,再生沥青抗老化性能逐渐减弱,但在30%掺量范围内,生物沥青再生沥青的抗老化性能仍不低于原样沥青水平.     

沙特沥青老化动力学研究

研究了用沙特减渣调配出的两种高等级道路沥青,在老化过程中正戊烷沥青质的变化及针入度、软化点、延度等指标的变化。并根据正戊烷沥青质的变化,进行了沥青老化动力学研究,计算得到了有关动力学参数,得出了动力学方程,计算值与试验数据相吻合,初步揭示了沥青组成与其抗老化性能之间的关系。结果表明,高等级道路沥青老化属于一级动力学反应。与AH-90相比AH-70沥青具有较高的反应活化能,反应速度常数较小,具有较低的老化速率和较好的抗老化性能。同时,老化过程中,沥青针入度、软化点及延度的变化进一步证明了所得动力学模型是可靠的。     

辽曙沥青老化行为的研究

研究了符合Q/SHR0 0 4- 1998标准高等级道路沥青AH - 70、AH - 90的老化行为。结果表明 ,沥青老化后 ,沥青质含量增加 ,胶质和芳香分含量减小 ,饱和分由于轻组分裂化和挥发 ,含量也降低 ,由于沥青老化后组分发生变化 ,导致其使用性能变坏。沥青老化过程中 ,沥青胶体不稳定指数 (Ic)对沥青老化条件很敏感 ,沥青胶体不稳定指数随老化温度的升高和老化时间的延长而增加 ,所以可用沥青胶体不稳定指数及胶体不稳定指数变化率的快慢来评价沥青的老化性能。沥青老化过程中 ,沥青的粘度随老化时间的延长近似呈指数关系增加 ,所以可用沥青老化指数来评价其老化性能     

彩色沥青的路用性能

以辽河沥青(AH-70)为基质沥青,在一定的工艺条件下,加入各种添加剂,调和剂和颜料,采用调和法制备出了符合GB/T15180-94的4种牌号重交通道路标准的彩色道路沥青。对其中的70#、90#两个牌号的彩色沥青路用性能进行了分析,并用粘度法对其抗老化性能进行了评价。路用性能分析的结果表明,所研制的两种彩色道路沥青针入度指数PI在-1.2～+1.0之间,具备良好的感温性能;当量软化点T800,当量脆点T1.2和粘弹区间(T800-T1.2)均相近或优于相应的沥青标准,具有良好的高温稳定性和低温开裂性;70#彩色沥青老化指数低于90#彩色沥青,抗老化性较好。     

塔河油SBS 改性道路沥青的使用性能

针对沥青质含量较高的塔河原油, 采用适当的改性工艺并加入适当的稳定剂, 很好地解决了SBS 与基质沥青的相容性及稳定性问题, 开发出了符合JTG F40 -2004 技术要求的SBS 改性道路沥青。对所研制的SBS改性沥青采用常规及SHRP 方法进行了测试, 并与其它原油改性沥青作了比较。结果表明, 采用常规方法评价时, 塔河油SBS改性道路沥青其针入度指数大于1 , 粘弹区域达93 .06 ℃ , 当量软化点和当量脆点分别达到58 .08 ℃和-34 .98 ℃, 具有非常小的温度敏感性, 较宽的粘弹区间以及优良的高、低温性能。适用于更宽的使用温度范围。采用SHRP 方法评价时, 其性能等级达到了PG76 -34 , 而作为与其比较的其它两种改性沥青的性能等级为PG70-28,同样说明塔河油SBS 改性沥青具有突出的使用性能。     

Effect of aggregate gradation on low temperature performance of asphalt paving mixtures

Low temperature cracking has become one of the important factors that diminish asphalt pavement’s ride quality and service life.Especially in cold region,cracking caused by low temperature is the main distress form.This paper discussed the effect of aggregate gradation on the low temperature performance in asphalt paving mixtures.A total of 11 asphalt mixtures with 11 different aggregate gradations and one asphalt binder content were studied.Volumetric properties of the coarse aggregate and asphalt mixtures showed aggregate grading has a significant impact on the degree of aggregate interlock in asphalt mixtures.A trend is existed in the low temperature performance with the change of gradation.With the aid of mathematic statistics,it indicates gradation affects the low temperature performance significantly.The findings also indicate the relationship between the degree of aggregate interlock in asphalt mixtures and the low temperature performance:With the stone-to-stone contact developed,the mixture has a high energy to resist contract and deformation at low temperature.The properties of fine aggregate and asphalt play an important part in resisting low temperature cracking in floating structure.But it provides lower energy to resist low temperature cracking compared to the skeleton structure.     

沙中高等级道路沥青抗老化性能的研究

以软化点为参数建立了沥青一级老化动力学模型,为研究沥青抗老化性能提供了一种简便可行的分析方法。并用该动力学模型对用沙中减渣研制的符合Q/SHR003-98标准的AH-70和AH-90两种高等级道路沥青的抗老化性能进行了比较,求得了动力学参数,同时用正戊烷沥青质老化动力学模型和老化指数方法比较了两种沥青的抗老化性能。结果表明,以软化点为参数的动力学模型与用正戊烷沥青质为参数的老化动力学模型以及用老化指数方法分析的结果完全一致,以软化点为参数建立的沥青老化动力学模型,能够很好的描述沥青的老化速率。通过对两种道路沥青抗老化性能的比较,表明AH-90沥青的抗老化性能优于AH-70沥青。     

鞍山调和-氧化重交通道路沥青路用性能的研究

以鞍山减压渣油为原料,在氧化温度250℃,氧化时间5.5h,空气流量2.0L/(min·kg)时,当加入不同的调和剂,采用调和-氧化法制备出了符合GB/T15180-94的各个牌号标准的重交通道路沥青。对其中的AH-70、AH-90两个牌号的道路沥青路用性能进行了分析,并用粘度法对其抗老化性能进行了评价。这两种牌号的道路沥青性能分析的结果表明,采用半氧化调和法制备的重交通道路沥青具备良好的感温性能,高温稳定性,低温开裂性和抗老化性。     

沥青路面摊铺碾压过程能耗模型与节能技术

为改善沥青路面施工过程能耗高的问题,采用振动压路机进行沥青混合料压实试验,得到了混合料压实度与碾压遍数之间关系;采用摊铺机进行混合料摊铺试验,得到了混合料摊铺压实度与振动频率之间关系;基于以上研究,建立了压路机数量计算模型、摊铺机作业功率计算模型和压路机作业功率计算模型,进而建立了与摊铺压实度相关的摊铺碾压总体能耗计算模型。进行模型分析表明,通过调节摊铺机的振动频率,可以得到高密实混合料摊铺层,此时摊铺机的功率消耗增加很小,但是可以大幅减少压路机的碾压工作量,显著降低摊铺碾压过程的总体能耗。通过实体工程试验,结果表明：采用所提出的摊铺碾压节能技术,将摊铺机的振动频率从10 Hz提高到35 Hz,可将混合料的摊铺压实度从0.800提高到0.901,摊铺压实作业过程设备的总能耗可降低30.4%,具有显著的节能减排效果。     

道路沥青老化后组成与使用性能关系的研究

采用正庚烷溶剂沉淀和 1%H2 O -Al2 O3 吸附色谱法将沥青分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质 4个组分。通过对沥青老化后组成与使用性能的考察 ,得出了二者的变化关系。沥青老化时 ,饱和分减少且几乎不变 ,芳香分和胶质减少 ,沥青质明显增加 ,主要变化的组分是胶质和沥青质 ;同时 ,软化点近似呈线性形式上升 ,针入度近似呈指数形式下降 ,延度降低。沥青质含量高的沥青 ,软化点高 ,针入度小 ,延度低 ;胶质使沥青具有良好的塑性和粘附性 ,并提高延度 ;饱和烃和芳香烃影响沥青的低温延度和粘结性。可为高等级道路沥青分析、生产及其它工艺提供依据