AH-90及PG70-28改性沥青老化性能研究

对AH-90基质沥青及PG70-28改性沥青分别进行了室内旋转薄膜烘箱老化、压力老化及室外光氧老化试验,采用针入度、针入度指数、延度、软化点等指标分析考察了室内热氧老化对沥青高温稳定性、低温开裂性及温度敏感性能的影响。结果表明:老化降低了沥青的低温抗裂性能,改善了沥青的抗高温变形性能和对温度的敏感性,改性沥青的抗老化性能明显优于基质沥青。采用粘温指数法、老化指数法分别考察了光氧老化及热氧老化沥青的感温性能和抗老化性能。结果表明,粘温指数法和针入度指数法具有较好的相关性,总辐射能为10.5 kJ/cm2的室外紫外光照射对沥青感温性能和路用性能的影响比PAV老化严重,在内蒙古强紫外线地区沥青路面设计时需充分考虑光老化带来的危害。     

旋转薄膜烘箱试验对于改性沥青适用性探讨

研究了旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)对于改性沥青的适用性问题.试验证明由于改性沥青与基质沥青间,以及不同改性沥青间粘度差异大,造成了不同沥青在RTFOT后老化程度的明显差别,此时采用相同的指标进行限制必然是不合适的,因而在RTFOT应用于改性沥青老化性能评价时需要改进,并介绍了相应的改进措施.     

非线性微分动力学模型的沥青老化行为

为了研究沥青的老化行为及抗老化性能,将沥青进行旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）和60℃烘箱老化试验,并从不同使用年限的路面回收老化的沥青,采用非线性微分动力学模型对不同老化方式的沥青粘度进行拟合,根据模型参数讨论了沥青在不同老化条件下的性质变化和老化速率,并分析了老化机理的差异。结果表明,非线性微分模型可以有效地模拟沥青室内和野外老化进程,模型参数L和r可以实现对老化状态和老化速率的量化。不同老化温度下,沥青都有其对应的极限老化状态。RTFOT老化与野外老化的极限老化程度约为60℃烘箱老化的4～5倍,RTFOT老化6h与野外老化6a的老化效果接近,延时的RTFOT老化方法可以模拟实际路面沥青的长期老化。     

Rheological properties of conductive asphalt binders containing graphite and carbon fiber before and after ageing

Modified asphalt binders were prepared by adding conductive materials, graphite and carbon fiber. The rotation thin film oven test (RTFOT) and pressure age vessel test (PAV) were conducted to simulate the binder aging in the field. Rheological properties of graphite and carbon fiber modified asphalt binder were investigated by the empirically rheological properties (penetration and softening point) and the dynamic shear rheometer (DSR) test. Results show that physical properties of asphalt binder change with conductive material mixed. DSR tests present that the values of complex modulus increase while phase angles decrease under a proper amount of graphite and carbon fiber. Rutting parameters point out that graphite can improve the rutting resistance of asphalts. Rheological parameters can be used to assess aging.     

石油沥青在连续热和空气老化中化学族组成的变化及动力学研究

本文在120～180℃范围内详细考察了欢三联和胜利直馏沥青在连续热和空气老化中化学族组成妁变化.结果表明,随热和空气老化时间的增长,沥青的饱和烃组分含量基本不变,芳香烃组分含量逐渐减少,而沥青质组分含量逐渐增加。在较低温度(120～140℃)下,胶质组分含量稍有增加,未形成甲苯不溶物组分。但在较高温度(180℃)下,胶质组分含量先增加后下降,甲苯不溶物迅速增加.随热和空气老化温度的升高,各组分含量的变化更为显著。欢三联沥青各组分的表现老化速度常数为(4.252～23.59)×10~(-3)h~(-1),表现老化活化能为29.96～36.34kJ/mol。胜利沥青各组分的表现老化速度常数为(6.083～24.24)×10~(-3)h~(-1),表现老化活化能为14.67～15.48kJ/mol.本文所提出的连串反应动力学模型很好地解释了石油沥青在连续的热和空气老化中化学族组成的变化规律,各组分含量的理论计算值与实测值相吻合,其差值一般小于3％.     

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。     

Rheological characteristics of aged asphalt binder

Different aging levels(RTFOT,PAV-10h,PAV-20h and PAV-30 h) of asphalt binders with various mass ratios of mineral powder to asphalt(0,0.4,0.8,1.2,1.6,2.0) were used to investigate the rheological properties of aged asphalt binders with respect to their short and long terms aging characteristics.Viscosity test,dynamic shear test and creep test were conducted.The test results indicate that the viscosity of aged asphalt binder increases sharply with the extension of aging period.Complex shear modulus of aged asphalt increases,which indicates that the stiffness of asphalt binders can increase.The phase angle for aged asphalt binders reduces,which indicates that the elastic portion for viscoelastic property of asphalt binders increases.|G*|·sin δ increases after aging procedure which means that the fatigue resistance becomes poor.The creep test results show that creep strain curves varies remarkably for virgin and aged asphalt binders.The total strain during loading period and the permanent strain decreases significantly for aged asphalt binders,which implies that the elastic portion increases and the viscous portion decreases.     

高弹性沥青及其混合料性能的试验研究

对高弹性沥青与SBS改性沥青、70#沥青的性能进行对比检测,着重进行60℃动力粘度和动态剪切试验以评价沥青胶结料的高温性能,并以车辙因子G＊/sinδ评价三种沥青的抗永久变形能力。对采用这三种沥青的AC-20型混合科的高温稳定性、水稳性、低温抗裂性能进行对比试验研究。结果表明,高弹性沥青的动力粘度、车辙因子远高于其他沥青胶结料,能够大幅提高混合料的高温性能,而且对抗水损坏、抗开裂等其他路用性能也有一定改善。     

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。     

煤直接液化残渣共混改性沥青的性能和微观结构

为了研究煤直接液化残渣(direct coal liquefaction residue,DCLR)与沥青共混改性后的宏观性能和微观结构,以SK-90沥青为基质沥青,分别加入不同掺量(与基质沥青质量比为5%、10%、15%和20%)的DCLR,利用SHRP PG、针入度分级体系、红外光谱仪和凝胶色谱仪分析DCLR与沥青共混改性后宏观性能和微观结构的变化规律.试验结果表明:DCLR的加入可以改善沥青的高温性能,但对沥青低温性能和疲劳性能有一定的不利影响.同时,从DCLR共混改性沥青的官能团和相对分子质量分布的变化可以判断DCLR对沥青的共混改性主要为物理改性.     

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。     

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     

基于流变学方法的沥青中高温性能及胶浆抗剪强度研究

为了探究不同改性剂对基质沥青各项性能指标的改性效果,选取三种不同的改性沥青,SBS改性沥青、TPE改性沥青和高黏高弹改性沥青,进行室内试验研究对比。通过改性沥青胶浆锥入度试验、PG高温分级试验、温度扫描试验和MSCR试验,从抗剪强度、中高温性能、抗永久变形及变形恢复等方面系统地评估三种改性沥青的路用效果。研究结果表明:改性沥青及胶浆的制备,需要将制备时间、剪切速率、温度等参数严格控制在合理的范围之内,保证材料满足要求;各种沥青胶浆抗剪强度与温度呈现良好的相关性,并且各个回归方程的相关系数R²非常高,TPE改性沥青胶浆有着较高的抗剪强度;三种改性沥青流变试验显示,TPE改性沥青的中高温抗变性能力和高温蠕变恢复能力最佳,高黏高弹改性沥青次之,SBS改性沥青低于前两种沥青。     

Research on UV Aging Characteristics of Inorganic Powder Modified Asphalt Binders

Asphalt binders tend to age when exposed to ultraviolet radiation (UV) and high temperature. Asphalt modification is an effective method to improve the performances of asphalt materials,in which inorganic powders modified asphalts are useful and lowly cost. In this study Organic montmorillonite(OMMT),Magnesium hydroxide(Mg(OH)2) ,mineral filler are used as nano-powder modifiers while these three modified asphalts as well as matrix asphalt are used in the UV-based aging experiments. Aging performances are appraised by means of dynamic rheometer tests. In the simulation experiments,these two kinds of asphalt membrane,while different dosages of the modifier(0%,2%,4%),would be put into the UV aging box for 24 h.In additional different UV-aging times while the same dosage of the modifier are also researched. By exploring some new measures to evaluate UV-aging,the OMMT modified asphalt binder and Mg(OH)2,which has the layered structure,were found to have a certain ability to restraint ultraviolet radiation. The results show that longer aging time performed more serious UV-aging,more contents of modifier performed a better resistance to UV-aging while the OMMT exhibited a better resistance to aging than Mg(OH)2 modified asphalts.     

氧化和硫化聚合物改性沥青流变性能研究

在基质沥青中加入一定量的SBR、XSBR、SBS,观察对沥青材料常规性能以及-30～100℃下动态力学流变性能的影响。结果表明,加入粉末SBR1500后改性沥青材料薄膜前后的延度和流变性能都有明显的改进,而硫化共混改性可显著提高低温下改性沥青的粘弹性能,低温性能明显改善;同时高温性能得到提高,改性沥青的车辙温度（G＊/sinδ=1kPa）比基质沥青提高约10℃;粘度增大,复合模量提高,在高温区的相位角和损耗因子变小,从而改善了沥青高温粘弹性能。硫化共混改性沥青对使用环境的温度敏感性变小,使改性沥青的高低稳定性能均得到改善,可在高温环境下使用,拓宽了SBR改性沥青的使用范围。     

沥青复合模量与温度关联研究及数学模型的建立

为了充分理解复合模量的温度特性，采用两种原油生产的10个原样沥青以及其RTFOT后和PAV后沥青，研究其复合模量的双对数分别与不同温度表达方式之间的相关性，首次通过线性拟合关系斜率和截距的关联研究，明确最适合表征复合模量与温度之间的数学关系式，建立了适合不同老化阶段的数学模型。通过第三种原油生产的3个沥青实测数据与在单一温度下的预测数据的对比，证明数学模型具有简单、准确、实用且更好的普遍适用性。数学模型预测的数据满足复合模量实验方法再现性精密度的要求。     

SBS改性沥青的老化方程及应用

建立起SBS改性沥青的非线性微分老化方程,应用微分方程探索SBS改性沥青的老化规律,并计算任意时刻的沥青老化量和老化速率;测定SBS改性沥青在不同RTFOT老化时间下的针入度、5℃延度、软化点、135℃粘度指标,得出各指标的老化参数及老化方程,通过分析实验值与老化方程计算值间的相关性,验证非线性老化方程的可靠性;对老化方程的潜在应用方向进行了初探。研究结果表明:非线性老化方程能精确地预测SBS改性沥青的针入度、软化点、粘度、延度的老化规律,能计算任意时刻各指标的老化量及老化速率;老化速率方程计算显示,沥青的老化速率在开始时刻最大,后期随老化时间的延长而逐渐变小,与老化的实际情况吻合;沥青老化方程可用于沥青抗老化性能评价、耐久性评价、沥青路面开裂预测、沥青路面再生决策。     

两种道路沥青抗老化性能的比较

研究了鞍山半氧化道路沥青的老化过程 ,提出了 2种沥青的动力学模型。通过对老化后 2种道路沥青使用性能、粘度以及胶体不稳定指数的变化 ,比较了它们的抗老化性能的优劣 ,并对道路沥青的老化机理进行了分析。结果表明 ,所提出的动力学模型能够很好的描述 2种道路沥青的老化速率。由dx/dt(AH - 90 ) >dx/dt(AH- 70 )可以初步证明AH - 70的抗老化性能优于AH - 90。老化后 ,AH - 70的针入度、软化点变化率均小于AH - 90的相应指标 ,AH - 70的老化指数也小于AH - 90的老化指数 ,这些都证明了AH - 70的抗老化性能好于AH - 90的抗老化性能。随着沥青老化的进行 ,沥青各组分都向着更重的方向转化 ,沥青质含量增加 ,沥青胶体的原有平衡结构遭到破坏 ,导致沥青使用性能变差     

水泥混凝土路面国产环氧沥青防水层的性能分析

为了确定环氧沥青防水层材料在水泥混凝土路面防水应用的适用性及耐久性,结合某特大桥的水泥路面防水层材料施工应用实践,开展了系列试验.结果表明：（1）国产环氧沥青材料、SBS改性沥青材料和FYT材料进行粘附强度对比,其平均抗剪强度依次为1.98、0.39、0.33 MPa; 20℃下拉拔强度分别为1.98、0.98、0.83 MPa; 50℃下其拉拔强度分别为0.73 MPa、流淌、0.08 MPa.（2）用中和与未中和的国产环氧沥青进行抗拉强度对比,20℃下未中和的环氧沥青与混凝土7、4d的拉拔强度分别仅为0.53、1.64 MPa; 20℃下中和的环氧沥青与混凝土7、4d的拉拔强度分别达到0.9、2.0 MPa,20℃下中和的环氧沥青与钢板之间的拉拔强度达到7.8 MPa.（3）用国产环氧沥青材料与美国环氧沥青材料进行短期老化试验对比,国产环氧沥青的粘度略有增加,变形性能变化较小,抗拉强度变化较大,而美国环氧沥青老化前后各项指标变化均很小.结果表明,国产环氧沥青防水材料的各项指标与其他防水材料的性能相比具有一定的优越性,能达到国家标准要求,将国产环氧沥青防水材料应用到水泥混凝土桥面防水是可行的.     

再生剂对再生沥青感温性的影响

通过3种再生剂对老化沥青进行再生实验,用针入度指数和粘温指数对再生沥青感温性进行评价并讨论再生剂的影响规律。实验结果表明,再生沥青在低温和中高温区的感温性均好于原料沥青,其中再生剂C再生的再生沥青感温性较好;3种再生剂对再生沥青中温区的感温性影响无明显规律,再生剂增加了老化沥青的感温性;再生剂A对再生沥青的高温区感温性有所降低,而再生剂B和C则略有增加。结合再生剂组分分析数据得出饱和分能降低沥青的高温区感温性,而芳香分则增加沥青的高温区感温性。