基于分子动力学的胶粉改性沥青中胶粉与沥青相容性研究

为了研究胶粉改性沥青中胶粉与沥青之间的相容性,采用Materials Studio分子模拟软件,构建了沥青四组分代表分子模型与橡胶代表分子模型;同时以四组分分析试验为基础,构建了沥青分子组,在不同温度下对沥青分子组模型和橡胶代表分子模型进行了分子动力学计算,得到了两者的溶解度参数和分子势能.结果表明:沥青体系溶解度参数随着温度的升高逐渐减小;在160℃下沥青溶解度参数与橡胶代表分子——丁苯橡胶(SBR)溶解度参数差值达到最小,沥青与橡胶分子之间的势能达到最大,表明在160℃下沥青与胶粉达到最佳相状态;胶粉改性沥青整体相容稳定.     

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.     

基于分子动力学模拟的再生剂-老化沥青扩散机理

采用Materials Studio(MS)分子动力学模拟软件对再生剂-老化沥青扩散体系进行研究.以沥青四组分试验为基础,选取12种分子模型构建再生剂分子组、复合水老化沥青分子组和复合紫外老化沥青分子组.针对在不同模拟时间、模拟温度和沥青成分条件下的老化沥青扩散体系进行模拟,得到扩散体系的扩散系数.结果 表明:随着模拟时间的延长,再生剂在老化沥青扩散体系中的扩散系数变小,同时在复合紫外老化沥青扩散体系中的扩散系数小于复合水老化沥青扩散体系;随着扩散温度的增加,扩散系数增速逐渐变缓;再生剂中油性成分(芳香分和饱和分)的扩散系数大于极性成分(胶质和沥青质),芳香分由于多为链状且相对分子质量较小,其扩散速率在4种组分中最快.     

基质沥青的种类对橡胶沥青的影响研究

影响废胶粉改性沥青性能的因素很多,本文主要考虑基质沥青的种类对其性能的影响。分别采用黑龙江省常用的大庆和盘锦AH-90#基质沥青,采用相同的制备条件:胶粉掺量为18%,胶粉目数为80目,搅拌时间为60min,搅拌温度为180℃,检测废胶粉改性沥青的针入度,延度软化点,弹性恢复,旋转粘度。试验结果表明,基质沥青的种类对废胶粉改性沥青性能的影响不大。     

纤维胶粉沥青混合料性能研究

通过试验研究和评价掺加木质素纤维废橡胶粉沥青混合料的性能,为木质素纤维及废橡胶粉沥青混合料在城市道路的实体工程应用提供技术依据,提高混合料的技术性能。将木质素纤维和废橡胶粉这两种沥青路面改性材料按照一定的组合共同用于沥青混凝土中,充分发挥它们各自的优点,有效预防沥青混凝土路面的裂缝产生。     

改性沥青老化前后高温性能研究

改性沥青对于建筑防水材料和道路铺设工程具有重要价值,其老化性能对产品使用性能有重要影响。采用老化前后的软化点差评价改性沥青的高温性能和抗老化能力,分别研究了脱油沥青（DOA）改性沥青和SBS改性沥青老化前后软化点的变化,结果表明：DOA改性沥青老化后软化点升高,而SBS改性沥青老化后软化点降低且降低程度跟其相对分子质量和掺量相关。     

沥青的老化机理与性能研究

介绍了沥青的老化机理。介绍通过室内模拟加速老化试验(短期热氧老化试验、长期热氧老化试验和长期光热老化试验)和对沥青的四组分分析,研究了沥青在拌和、铺筑和使用过程中光氧、热氧老化机理。以及沥青老化表征的一些方法。在老化过程中沥青的芳香分含量均显著减少,沥青质的含量均明显增加,饱和分只有少量的挥发衰减;在短期热氧老化和长期光氧老化试验中胶质含量均降低,但在长期热氧老化中胶质含量增加。     

活化胶粉改性沥青存贮稳定性及其适用性研究

选取活化胶粉与常规橡胶粉,采用不同的加工温度制备活化胶粉改性沥青与橡胶沥青,通过高温存贮48h后上下软化点之差以及针入度之差评价两者的存贮稳定性。试验表明活化胶粉改性沥青具有较好的存贮稳定性。同时,采用混合料试验,研究活化胶粉改性沥青混合料的路用性能。试验表明活化胶粉改性沥青混合料具有较好的马歇尔稳定度、流值、动稳定度及黏附性,可满足工程应用要求。     

胶粉对高掺量SBS改性沥青性能的影响研究

研究了胶粉对防水材料用高掺量SBS改性沥青性能的影响。结果表明:随胶粉掺量增加,高掺量SBS改性沥青的软化点和黏度升高,低温柔度降低,胶粉掺量超过12%时,黏度增幅和低温柔度降幅明显加快;热氧和紫外老化后,掺加胶粉的高掺量SBS改性沥青的软化点增量、黏度增量和低温柔度变化均明显减小,表现出更好的抗老化性能;FTIR分析表明,随胶粉掺量增加,在热氧和紫外老化后高掺量SBS改性沥青中的C=O生成量和C=C减少量均减少,有效抑制了沥青的氧化缩聚和SBS的降解。     

橡胶沥青及其老化特性研究

制作了普通橡胶沥青和脱硫橡胶沥青,并进行了橡胶颗粒影响、测力延度和老化性能试验.结果表明：经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶粒在沥青里大多分散成细小颗粒,而普通橡胶粉剪切后基本保持原有颗粒核心.在老化过程中,橡胶颗粒核心有较强的继续溶胀反应,这导致普通橡胶沥青的一些流变性指标与基质沥青老化趋势相反,此反应在薄膜加热试验(TFOT)短期老化下尤为明显.脱硫橡胶沥青的路用性能和抗老化性能优于基质沥青,但均不如普通橡胶沥青.     

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.     

橡胶粉改性沥青在寒冷地区高速公路中的应用研究

在沥青中掺入一定比例的橡胶粉颗粒,经高温高速剪切磨制均匀,使胶粉颗粒与沥青质进行充分的溶胀反应,形成高粘度的胶粉改性沥青胶结材料,以改善石油沥青的高、低温性能。     

胶粉改性沥青及混合料的路用性能研究

对胶粉改性沥青及其混合料进行了一系列室内试验研究,包括不同掺量的胶粉改性沥青的技术性质试验、胶粉改性沥青混合料的高温车辙试验、浸水马歇尔试验和低温弯曲破坏试验。研究结果表明:胶粉能改善沥青的高、低温性能、感温性能和抗老化性能,而且能提高沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性。     

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.     

热熔橡胶粉改性沥青在桥面防水层中的应用

依托湖北沪蓉西高速公路百米溪大桥沥青混凝土铺装工程,室内试验分析了热熔橡胶粉改性沥青防水材料与SBR类和SBS类两种涂膜类防水涂料抗拉强度、抗剪强度,试验结果表明,胶粉改性沥青桥面防水层高温抗剪、抗拉性能良好,且抗施工损伤特性强。实体工程应用结果表明,热熔胶粉改性沥青桥面防水层施工工艺简单,质量易于控制,具有较好的经济效益和社会效益。     

沥青路面用橡胶沥青混合料低温疲劳性能研究

采用四点弯曲疲劳试验对比研究了普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料和橡胶沥青混合料的低温疲劳性能。结果表明,在温度较低(0℃)时,橡胶沥青混合料的弯曲疲劳性能优于基质沥青和SBS改性沥青混合料,具有较好的抵抗反射裂缝的能力。     

废胶粉改性沥青的柔度与粘度

研究了橡胶粉—沥青体系中软化点、柔度、粘度与胶粉掺加量及温度的关系。认为:软化点和柔度在本文研究范围里可以满足防水材料的要求;随橡胶粉加入量的增加,沥青的高温粘度将会增加,但粘度可以在加入分散稳定剂后得到改善。     

TOR改性剂在高速公路橡胶沥青面层养护中的应用

将废旧轮胎橡胶(GTR)加工成为橡胶粒,合理地运用在道路路面工程中,不仅能解决环境污染问题,还能有效提高路面的使用性能。但其复杂的改性及施工工艺,制约了推广应用。采用改性剂TOR进行化学改性,解决了上述难题。以石太高速公路养护工程为例,开展了掺加TOR改善橡胶沥青性能的研究。着重介绍了橡胶沥青形成机制,面层用矿料、基质沥青、GTR、TOR等原材料选用,TOR改性橡胶沥青的技术指标,以及采用GTM方法设计后的改性沥青混合料性能检验。