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     

SBR改性沥青老化动力性能

目的通过研究SBR改性沥青的老化动力性能,进一步探讨在动力因素的影响下沥青和骨料的黏附性.方法通过旋转薄膜烘箱试验,研究SBR改性沥青和基质沥青在不同老化温度、老化时间下的软化点变化规律,并以软化点为参数建立了SBR改性沥青老化动力学模型,以此研究SBR改性沥青的老化动力性能.结果与基质沥青相比,SBR改性沥青在150℃、163℃、180℃三个老化温度下的老化反应速率常数分别降低了26.8%、51.9%、21.4%;SBR改性沥青的反应活化能达到48.863 kJ·mol^-1,比基质沥青提高了13.1%.结论以软化点为参数建立的沥青老化动力学方程能够较好的反映沥青的老化过程,SBR改性沥青比基质沥青具有较好的抗老化性能.     

辽曙沥青老化行为的研究

研究了符合Q／SHR004－1998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少，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。     

辽河AH-90#沥青老化组分变化研究

笔者结合沥青路面再生利用中的热点问题,采用理论分析与实验数据相结合的方法,阐述了基质沥青老化的原理以及组分、性能的变化规律.结果表明,沥青在老化过程中,饱和分含量变化幅度不大,芳香分的含量逐渐减小.胶质含量总的趋势是下降,不断转化为沥青质.而沥青质含量不断呈增大的趋势.随老化时间的延长和老化温度的升高,沥青的胶体不稳定指数逐渐增加.本研究旨在探讨沥青老化组分变化规律,为沥青再生技术提供理论依据.     

粒度和温度对纳米Ca(OH)2溶解行为的影响

以微米级到纳米级的Ca(OH)₂粉末作为原料,采用pH玻璃电极的测试方法分析粉末粒度和溶解温度对Ca(OH)₂溶解过程的影响。研究表明：溶解过程在表面反应控制条件下,拟合得到的表观溶解速率常数随着粒度的减小而增大,当溶解温度由25℃增加到55℃、平均粒度由3.81μm降低到56.47 nm时,Ca(OH)₂的表观溶解速率常数从6.17×10^-4mol/(L·s)增加到了2.01×10^-3mol/(L·s),Ca(OH)₂的表观溶解反应级数为1.78;当温度分别为25℃、35℃、45℃、55℃时,粒度与表观溶解速率常数呈函数关系。利用Arrhenius方程回归获得平均粒度为3.81μm、0.82μm、78.90 nm、56.47 nm的Ca(OH)₂粉末在25～55℃条件下的表观溶解活化能分别为31.99 kJ/mol、31.73 kJ/mol、27.55 kJ/mol、17.80 kJ/mol。纳米Ca(OH)₂...     

DMDPB在聚合物中的热分解行为

使用示差扫描量热方法对2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDPB)在聚合物基体中的热分解行为进行了研究.实验发现DMDPB在聚合物基体中的分解温度低于纯DMDPB的分解温度;DMDPB等温分解时起始速率最大,随后以指数形式衰减,表现出一级分解反应的特征.DMDPB分解速率常数随DMDPB含量增加略有增加.在HDPE基体中DMDPB的分解活化能为20 kJ/mol左右,远低于过氧或偶氮类自由基引发剂的分解活化能.由于DMDPB非常慢的分解速率以及自由基的弱脱氢能力,DMDPB在HDPE和EPDM基体中分解反应后没有导致聚合物形成凝胶.     

DMDPB在聚合物中的热分解行为

使用示差扫描量热方法对2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDPB)在聚合物基体中的热分解行为进行了研究。实验发现DMDPB在聚合物基体中的分解温度低于纯DMDPB的分解温度;DMDPB等温分解时起始速率最大,随后以指数形式衰减,表现出一级分解反应的特征。DMDPB分解速率常数随DMDPB含量增加略有增加。在HDPE基体中DMDPB的分解活化能为20kJ/mol左右,远低于过氧或偶氮类自由基引发剂的分解活化能。由于DMDPB非常慢的分解速率以及自由基的弱脱氢能力,DMDPB在HDPE和EPDM基体中分解反应后没有导致聚合物形成凝胶。     

油脂氢化反应活化能的测定原理

采用油脂氢化中氢原子碰撞反应理论的基本观点,本文从理论上给出了油脂氢化反应活化能的测定原理。在指定氢化温度下测定不同氢化时间后氢化油的碘价,可求出该温度下单烯酸(酯)的氢化反应速率常数。根据Arrhenius公式,用不同温度下的速率常数的对数对1/T作图,即可计算出单烯酸(酯)反应的活化能E_1。以氢化油脂肪酸组分的分析结果,按本文公式作图或计算也可得到三烯酸(酯)、二烯酸(酯)的氢化反应活化能E_3和E_2。选用自制催化剂、高纯氢气、精制豆油进行油脂氢化实验,对测定原理做了进一步验证和应用。测定结果,豆油的活化能E_2=341.22kJ/mole、E_1=79.51kJ/mol。     

彩色道路沥青老化动力学研究

考察了所配制的70#和90#两种彩色道路沥青在老化过程中正戊烷沥青质的变化;并依据老化过程中正戊烷沥青质的变化,进行了彩色沥青老化动力学研究,得出了有关动力学参数,得到了两种彩色沥青老化动力学方程,其理论计算值与实际试验数据基本吻合,表明彩色道路沥青老化属于一级动力学反应。结果表明,70#彩色沥青反应活化能(Ea=4.483×104J·mol-1)比90#彩色沥青反应活化能(Ea=4.322×104J·mol-1)高,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。     

微纳米金属铁粉的燃烧特性试验研究

运用热重分析手段对微纳米尺度金属铁粉燃料的着火和燃烧特性进行了研究.通过不同微米、纳米尺度金属铁粉燃烧过程的热重试验,分析不同粒径金属铁粉的燃烧特性,计算不同微米、纳米尺度金属铁粉在空气中燃烧的着火点、最高燃烧温度和表观活化能.结果表明,30～110nm粒径范围的纳米尺度铁粉的平均着火温度为280℃左右,最高燃烧温度为750～950℃,表观活化能为20～30kJ/mol;2～5μm亚微米级铁粉着火点为380℃,最高燃烧温度为950～990℃,表观活化能为37kJ/mol;而40μm的微米级铁粉着火温度为600℃左右,最高燃烧温度达到1000℃,表观活化能为58kJ/mol.随着颗粒粒径从微米减小到纳米尺度,金属颗粒的比表面积迅速增大,造成TG/DTG曲线上最大增重梯度所对应的反应温度和最高燃烧温度均明显降低,燃烧着火点温度明显降低,表观活化能迅速减小,因此反应活性随粒径的减小迅速提高.     

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。     

Rolling thin film oven test investigation for polymer modified asphalt

Rolling Thin Film Oven Test （RTFOT） is the AASHTO T240 standard method to simulate asphalt plant mix aging. But it has proven inadequate in aging polymer-modified asphalts （PMA）. NCHRP 9-10 offered a modified RTFOT （MRTFOT） by adding a steel rod in each bottle. Since construction temperature of PMA mixture is 10 ℃ -20 ℃ higher than that of conventional asphalt mixtures in the field, elevating RTFOT temperature for PMA is necessary for adequate aging and proper simulation. Six PMAs with various PG grades and sources were aged with RTFO at elevated temperatures. Some were also treated with MRTFOT for comparison. SHRP performance grade and phase angle were used as indicators to analyze the effects of RTFOT under different conditions. The results show that elevating the temperature is more effective than using rods. And PMA RTFOT temperature could be determined by equiviscous principle. From limited data, O. 25 Pa ~ s is tentatively proposed as critical viscosity for PMA, but still more work is necessary to validate this. Given the fact that equiviscous principle is seldom used in field practice, a simple approach was proposed： 173 ℃ is used for RTFOT of PG70 PMAs （grading herein from un-aged asphalts） , while 178 ℃ is for PMAs of PG76 or PG82 and 20 ℃ higher than standard 163 ℃ is necessary for PG 88 or stiffer PMAs.     

有机化累托石改性沥青的制备及性能研究

采用熔融插层法制备了有机化累托石(OREC)改性沥青,利用X射线衍射(XRD)表征了OREC改性沥青的微观结构,研究了OREC用量对改性沥青物理性能和粘度的影响,并通过薄膜烘箱(TFOT)和压力老化(PAV)对基质沥青和改性沥青老化性能进行了比较。结果表明:OREC可与沥青熔融插层形成剥离型纳米复合结构;OREC与沥青熔融共混后,沥青的软化点和粘度均增大;与普通沥青相比,经TFOT和PAV老化后,OREC改性沥青的软化点增量和粘度增加率显著减小,表明OREC可有效改善沥青耐老化性能。     

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。     

Investigation of Chemical Properties by NMR During the Laboratory Aging of Asphalt

In this work,the chemical properties of asphalt were evaluated during the laboratory aging. The rolling thin film oven (RTFO),termed as short-term aging,and pressurized aging vessel (PAV),termed as long-term aging. Tests were used to simulate the laboratory aging of this asphalt. The performance characteristics of asphalt depends the chemical composition of asphalt. NMR spectroscopy enables etailed information about the Carbon-and-hydrogen types of asphalt without separating it into different components. Carbon and proton NMR measurements of asphalt showed that isomerization was the main chemical reactions of hydrocarbon groups following aging. The Corbett fractionation procedure was used to separate fresh and aged asphalts into four generic fractions,namely; asphaltenes,aromatics,resins and saturates were applied to evaluate the chemical changes that occurred during the aging processes.     

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.     

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。     

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。     

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