复合改性沥青的抗老化性能研究

沥青路面在使用过程中,由于沥青老化容易导致路面产生裂缝、剥落和松散等病害,提高沥青的抗老化性能,有助于延长沥青路面的使用寿命.采用抗氧剂2246、辅助抗氧剂Irgafos168及炭黑对基质沥青进行复合改性,根据残留针入度比、软化点增长率、残留延度比综合确定复合改性剂的最佳用量.在最佳剂量下制备复合改性沥青,用DSR试验和BBR试验评价复合改性沥青在老化前后的路用性能.试验结果表明,用0.6%主抗氧剂2246、0.6%辅助抗氧剂Irgafos 168和2%炭黑制备的复合改性沥青,可以显著提高沥青的抗老化性能.     

稻壳类生物沥青微观作用机理研究

为了探究稻壳类生物质油替代石油沥青的微观作用机理,以稻壳类生物质油和6种石油沥青为原材料,制备稻壳类生物沥青。采用针入度、软化点和延度指标评价稻壳类生物沥青的物理性能,通过傅里叶红外光谱实验(FTIR)和高温凝胶色谱实验(GPC)探究稻壳类生物沥青的微观作用机理。研究表明,稻壳类生物质油会使石油沥青的针入度和延度增大,同时使软化点略有降低;稻壳类生物质油与6种石油沥青的官能团相似,且生物沥青制备时未产生新的官能团;随着稻壳类生物质油的掺加,6种生物沥青中的小分子和中分子含量增加,大分子的含量变化不大,稻壳类生物质油小分子和中分子含量较多,生物沥青的数均分子量M_n和重均分子量M_w均降低。稻壳类生物质油的加入,使石油沥青的低温性能提高,流动性增大,高温性能稍有降低但并不会降低石油沥青的高温等级,稻壳类生物质油可以作为石油沥青的替代材料使用。     

SBS改性沥青的黏温特性研究

SBS改性沥青的黏温特性与普通沥青不同。用目前的黏度测试方法测试SBS改性沥青黏度,根据黏温曲线确定的SBS改性沥青混合料的拌和与压实温度过高,过高的拌和与压实温度会引起SBS改性沥青的老化、环境和生产安全问题。从改性沥青的高温流变特性入手,分析改性沥青的黏度试验方法,研究SBS改性沥青的黏度变化规律。由试验结果可知,当温度低于150℃时,黏度对温度的依赖性很大,但是当温度高于150℃时,黏度对温度的依赖性逐渐减小;随着温度的升高,SBS改性沥青的黏度值对剪切速率的依赖性逐渐减弱。因此在测试SBS改性沥青的黏度时,必须在试验温度下规定相应的剪切速率,这对合理确定SBS改性沥青的拌和与压实温度至关重要。     

废轮胎胶粉-废塑料复合改性沥青改性机理

为研究废轮胎胶粉、废塑料对基质沥青的改性机理,利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)对2种基质沥青、2种废轮胎胶粉改性沥青、4种废塑料改性沥青和4种废轮胎胶粉——废塑料复合改性沥青进行微观分析,研究废轮胎胶粉、废塑料对基质沥青的改性机理。扫描电镜表征结果表明,废轮胎胶粉和废塑料在高温下,吸收了沥青中轻质组分,发生溶胀,然后在高速剪切作用下,均匀分布于沥青中,形成网状结构。通过红外光谱发现,由于苯环参与化学变化,导致苯环骨架中的CC键振动区和苯环取代区附近的透过率发生了微小变化,但是2组沥青均未出现新的特征峰。因此,改性过程主要为物理变化。     

沥青与集料的粘附机理评述

沥青的粘附机理可以从力学理论、化学反应理论、表面能理论和分子定向理论来分析,通过对各种粘附理论的研究分析,得出各种理论的特点和适用性,并指出在研究中应联系实际,对各理论加以综合运用。     

大掺量钢渣微粉-水泥碱激发特性

为解决钢渣微粉在水泥基复合材料中掺配比例较低的问题，采用力学性能测试、 XRD、 SEM、 FTIR等方法研究激发剂种类、掺量等对钢渣微粉-水泥胶凝材料力学强度和微观结构的影响。结果表明：碱性激发剂可提高钢渣微粉水化速度、增大复合胶凝材料抗压强度，但激发剂种类对胶凝材料激发效果具有差异性；碳酸钠与三乙醇胺复合激发后效果显著，3、 7、 28 d龄期的最佳强度与未掺加激发剂实验组的相比分别提高47%、 72%、 69%;激发剂对复合胶凝材料浆体水化产物种类没有影响；三乙醇胺具有悬浮稳定效应以及降低溶液表面张力的能力，与碳酸钠的强腐蚀效应作用在钢渣微粉水泥体系中协同强化水化反应，使复合胶凝体系中生成更多的水化产物并且相互交织成复杂密实的空间结构。     

橡塑合金改性沥青制备工艺关键参数研究

为了合理、有效地利用废旧橡胶粉和废旧塑料并改善两者与沥青的相容性,采用精密开炼机预先将两种废旧材料熔融共混,制备成橡塑（质量）比分别为5∶5（Ⅰ型）、6∶4（Ⅱ型）、和7∶3（Ⅲ型）3种橡塑合金改性剂。按照正交试验方案对伦特70^#基质沥青进行改性,制备橡塑合金改性沥青,以橡塑合金改性沥青的48 h离析软化点、25 ℃针入度、软化点和5 ℃延度为指标,筛选橡塑合金改性沥青的最佳复配方案,并通过灰色关联度分析法和极差分析法确定制备工艺最佳的关键参数。最后通过扫描电子显微镜、布氏旋转黏度试验、BBR试验和DSR试验对橡塑合金改性沥青的结构形态、流变性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能进行了分析。结果表明：最佳复配方案为外掺20 %（相较于基质沥青质量）橡塑比为7∶3（Ⅲ型）的橡塑合金、2 %增溶剂（糠醛抽出油）和9 %稳定剂（硫磺）,制备的橡塑合金改性沥青储存稳定性和高温稳定性良好,推荐制备工艺的最佳关键参数为剪切温度180 ℃、剪切速率3 500 r/min、剪切时间1.5 h和发育时间0.5 h;橡塑合金改性剂与沥青的相容性好,制备的橡塑合金改性沥青具有较低的温度敏感性,较好的低温抗裂性和抗疲劳性能。     

沥青稳定碎石基层设计方法研究

对沥青稳定碎石基层所处的自然条件和行车条件及其性能要求进行了分析,并与沥青混凝土面层进行了对比.对于沥青稳定碎石来说,设计中考虑的主要因素是抵抗永久变形和抗疲劳能力,由于沥青稳定碎石基层的集料的最大尺寸和厚度均大于面层沥青混凝土,传统的马歇尔设计方法并不适合于设计沥青稳定碎石基层混合料.本文以能提高抗车辙和耐久性的贝雷法来设计矿料级配,以混合料的最大内粘聚力为主要指标来确定沥青稳定碎石混合料的最佳沥青用量.结果表明,用此方法设计的沥青稳定碎石混合料具有极大的抗永久变形和抗疲劳能力.     

沥青基有机膨润土纳米复合材料的作用机理与应用

利用熔融插层方式制备了不同种类及掺量的纳米材料改性沥青,通过沥青基本物理性能的比较筛选出有机膨润土并基于Superpave沥青胶结料评价方法分析了沥青基纳米复合材料的路用性能,通过XRD、FTIR表征了纳米复合材料的作用机理.结果表明:膨润土使伦特70#、盘锦90#沥青的性能均得到改善,且有机膨润土的基础物理性能都高于无机膨润土;有机膨润土提高了沥青的高温性能和耐老化性能,但对低温性能有负面影响.表现为复数剪切模量增加,相位角降低.粘度老化指数和复数剪切模量比降低.蠕变劲度模量增加,m值降低;有机膨润土晶体结构的层间距和分子特征峰强度随掺量的增加呈先增强后减弱的趋势;由应用性能及作用机理得到有机膨润土的最佳掺量为4％.     

沥青路面水性聚氨酯丙烯酸热反射涂料制备

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚丙二醇（PPG）等原料制备水性聚氨酯（WPU）,通过丙烯酸单体和交联剂改性WPU制得水性聚氨酯丙烯酸（WPUA）乳液。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析WPUA的官能团,利用铅笔硬度和百格划线法对WPUA膜的硬度、附着力进行测定,利用水接触角试验对WPUA膜的疏水性能进行测试;以降温值、黏度值、光泽度作为评价指标,借助正交试验设计确定WPUA热反射涂料的最佳配方;通过室内太阳辐射模拟装置以及室外太阳照射试验对WPUA热反射涂料的降温效果进行测试。结果表明,WPUA膜的附着力和硬度均得到提高,具有较好的疏水性;WPUA热反射涂料的最佳制备配方为固含量30%的WPUA乳液、16%的金红石型钛白粉、2%的石英砂和4%的中空玻璃微珠。WPUA热反射涂料室内外降温效果显著。