THFS对沥青感温性能的影响分析

目的分析煤直接液化残渣(Direct Coal Liquefaction Residue,DCLR)中四氢呋喃可溶物(Tetrahydrofuran Soluble,THFS)作为改性剂对沥青感温性能的影响.方法采用SK-90沥青作为基质沥青,分别制备不同掺量的THFS改性沥青(与基质沥青质量比为0,4%,6%,8%,10%),测试THFS改性沥青的各项感温性能,分别计算针入度指数PI、针入度黏度指数PVN、黏温指数VTS、复数模量指数GTS和蠕变劲度指数STS_S,评价THFS对沥青感温性能的影响.结果与基质沥青相比,THFS的加入改善了沥青的感温性,且随着THFS掺量的增加,THFS改性沥青的PI、PVN值均增大,VTS、GTS、STS_S值均减小,说明THFS的掺量越高,THFS改性沥青感温性能越好.结论THFS改性沥青的感温性能更为优越,综合THFS改性沥青的各项性能,推荐THFS掺量为6%~8%.     

基于灰熵分析法评价改性沥青的温度敏感性

应用灰熵分析法,对9种改性沥青的针入度指数PI、针入度粘度指数PVN、粘温指数VTS等常规温度敏感性指标与通过动态剪切试验测试的指标GTSG＇的灰熵关联度进行分析,结果表明：以25℃针入度和135℃粘度为基础计算的针入度粘度指数PVN25-135与GTSG＇具有较高的灰熵关联度,能较准确地评价改性沥青的温度敏感性.     

沥青针入度指数的研究

回顾了针入度指数P1的历史，探讨了P1的应用基础和适用范围，P1应用基础是沥青的针入度的对数与相应的温度之间存在线性关系的这一假设，中国的规范中P1是根据一个不同温度下的针入度回归出来的，不同于欧洲的计算方法；通过实验与分析发现，如果根据中国的规范方法计算P1，P1受是否预冷、温度及温度个数等因素的影响，针入度在允许误差范围内的变化会引起P1更大的波动，回归时很高的相关系数并不能说明由试验数据回归的P1是可信的，由于改性沥青的针入度的对数与相应的温度之间不再是线性关系，P1用于评价改性沥青的感温性能有一定的局限性．     

废旧橡胶粉改性沥青感温性的评价

采用高剪切工艺,备了三种废旧橡胶粉改性沥青;利用针入度指数法评价了改性沥青的感温性,采用当量软化点、当量脆点、4℃延度评价了改性沥青的高温稳定性和低温稳定性。结果表明,改性沥青的感温性得到很大程度的改善,当量软化点提高约7℃,当量脆点降低（8-10）℃,4℃延度提高20cm,说明废旧橡胶粉对沥青的感温性改性效果显著。     

硅藻土复合木质纤维改性沥青性能研究

硅藻土复合木质纤维是经特定表面处理工艺处理后的硅藻土与木质纤维在高剪切条件下制备而成的一种复合材料.将硅藻土复合木质纤维用于改性道路沥青,进行了改性沥青高温性能、低温性能和感温性能3个方面的实验研究,考察了二者协同作用对沥青性能影响.结果表明:改性后,沥青的高温性能、低温性能和感温性能显著改善,且硅藻土复合木质纤维掺量为0.5%时,沥青性能改善效果最佳,与基质沥青相比针入度指数增加了2.43,当量软化点提高了7.7℃,当量脆点降低了16.8℃.     

废机油对改性沥青感温性及路用性能的影响

为分析废机油的掺入对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/胶粉(SBS/CR)复合改性沥青温度敏感性的影响,采用针入度指数(PI)、针入度黏度指数(PVN)以及黏温指数(VTS),分别评价5个不同废机油掺量的复合改性沥青在中温、中高温及高温区间下的温度敏感性,同时结合高温车辙、低温小梁、浸水马歇尔及冻融劈裂试验,全面评价掺入废机油对SBS/CR复合改性沥青混合料性能的影响规律。研究结果表明:废机油掺量对复合改性沥青感温性能在不同温度区间的影响结果具有一致性,即废机油的掺入会提高改性沥青的温度敏感性,且掺量越多,温度敏感性越强。当废机油掺量超过50%时,复合改性沥青的感温性骤增,混合料的高温稳定性显著降低。为保证SBS/CR复合改性沥青及混合料的路用性能,建议废机油掺量控制在50%以内。     

沥青针入度指数测定试验过程中遇到的问题及简单分析

沥青针入度指数试验检测过程中经常碰到几次试验测定数据相差较大及相关系数不符合要求的现象,通过一些计算过程简单分析其产生的原因。通过分析PI测定及计算过程提出针入度指数评价沥青性能可能存在的问题。     

应用DSR评价改性沥青高温区域的感温性

为了评价改性沥青高温区域的感温性,应用DSR对未老化和经过RTFO短期老化的改性沥青试样分别进行了温度扫描试验。测试高温条件下的G*/sinδ,通过线性回归计算得到感温性指标GTS,并与针入度-温度感应性系数A进行对比分析。结果表明:与A相比,GTS可更准确地评价改性沥青在高温区域的感温性。以GTS作为感温性指标对未老化和经过RTFO短期老化的改性沥青试样的评价结果基本一致,但后者的线性回归相关系数明显大于前者,更有利于实际工程应用。     

沥青性能与沥青组分的灰色关联分析

针对沥青性能受沥青组分影响呈现出不同规律性,致力于沥青四组分对沥青性能影响的研究。利用沥青四组分试验将不同沥青分离成化学性质相近、并与路用性能有一定联系的4个组分,对不同沥青的针入度、软化点、延度、粘度、流变学性能等性能指标进行测试;采用灰色关联分析方法,计算沥青组分与沥青性能(针入度、软化点、延度、粘度、流变学性能)的关联系数,从而定量得出沥青四组分对沥青性能的影响。研究结果表明:胶质对沥青高温性能的影响最大,芳香分对沥青低温性能影响较大;沥青质对沥青老化前后粘度变化影响最大,胶质次之,饱和分、芳香分对粘度影响较小;可为通过对不同沥青组分的对比以预测沥青高低温性能提供参考,该结论与通过调和法所测沥青性能与沥青四组分的关联性相吻合。     

沥青胶结料性能评价新指标的研究

针对中国常用的沥青高温指标和温度敏感性指标的不足,首先运用自行研发的稠度测试仪进行了沥青粘弹性分析,发现沥青粘性部分是影响沥青高温性能的关键,由此提出了沥青纯粘性稠度及其计算方法;与沥青混合料动稳定度的比较分析表明：纯粘性稠度克服了中国现有高温指标不适宜评价改性沥青的缺点,可以作为沥青的高温指标。然后,通过稠度与温度关系的分析,提出了表征沥青感温性的稠度－温度指数及其计算方法。最后,给出了沥青纯粘性稠度和稠度－温度指数标准的建议值。     

欧洲岩沥青改性沥青结合料使用性能试验研究

为探讨欧洲岩沥青改性沥青结合料使用性能的影响,在25%范围内对不同掺量的岩沥青改性沥青结合料进行实验室试验,并通过试验结果分析了基质沥青和改性沥青结合料的针入度、针入度指数、当量软化点、当量脆点、软化点、延度、黏度、RTFOT老化后的质量损失、残留针入度比和沥青老化指数等技术参数.试验结果与分析表明,随着岩沥青掺量的增加,岩沥青改性沥青结合料的高温性能、感温性能、可使用温度范围和抗老化性能得到明显改善.然而,随着岩沥青掺量的增加,岩沥青改性沥青结合料的低温性能与延度有所下降,有必要通过沥青混合料试验进一步评价岩沥青改性沥青的使用性能,尤其是低温特性.     

掺PR添加剂沥青混合料的高温性能评价方法

选用车辙试验、单轴贯入试验和恒定高度莺复剪切试验(RSCH)来进行掺PR添加剂沥青混合料的高温性能评价方法研究.车辙试验结果表明,在区分PR.S(PR plast S)和PR.M(PR flex module)两者对混合料高温性能的影响时,动稳定度和车辙深度的背离导致其无法确定.采用单轴贯入试验得到的极限抗剪强度和RSCH得到的k_1,k_2,n和γ4个参数作为掺加PR添加剂混合料的高温性能评价指标,得到了相同的结论,能很好地进行其高温性能的评价.RSCH的4个参数不仅能表征出掺加PR添加剂混合料的高温抗剪能力,而且能很好地表征混合料发生剪切破坏各个阶段的剪切应变发展情况,充分反映了混合料的破坏机理.     

基于材料复合理论的老化沥青再生规律

通过复合材料的性能模型及相关沥青组分调合模型的研究,从理论上说明了再生沥青材料性能的可设计性及其材料复合效应.以老化沥青和新沥青及再生剂为基质组分,设计复合再生试验,通过常规物理指标、SHRP指标和感温指标分析新沥青、再生剂对老化沥青的复合再生规律,并推导了再生沥青的复合性能模型.试验结果表明:再生沥青与新沥青掺量在针入度、软化点、高温车辙因子、低温劲度模量及针入度指数指标方面具有良好的对数线性或线性复合关系;再生剂与旧沥青的复合针入度符合Grunberg方程,且再生剂对老化沥青的再生规律与新沥青对老化沥青的再生规律基本相同;尽管在低温延度方面,新沥青及再生剂与旧沥青的复合规律均较差,但再生剂对旧沥青延度及其他性能的改善远优于新沥青.     

脱硫橡胶沥青及其混合料性能研究

为了研究脱硫橡胶沥青及其混合料的性能,研究首先对脱硫橡胶沥青的溶胀机理与溶胀特点展开研究,其次对脱硫橡胶沥青与KLMY90#基质沥青、普通橡胶沥青(40目)进行性能对比性试验,再对脱硫橡胶沥青胶浆的锥入度、抗剪强度、粘结强度进行试验研究,最终对脱硫橡胶沥青混合料的路用性能进行检测。研究结果表明:脱硫橡胶沥青中不存在橡胶颗粒核心且溶胀过程中伴有大量的化学反应;脱硫橡胶沥青各项性能均优于普通橡胶沥青,且克服了普通橡胶沥青高黏度、易离析、高温贮存稳定性差等缺点;脱硫橡胶沥青胶浆抗剪强度大、与矿料粘结力强;脱硫橡胶沥青混合料具有良好的路用性能。     

水泥橡胶综合改性沥青混合料性能分析

为了减轻沥青路面的早期破坏,延长路面使用寿命,在高温多雨地区铺筑出具有优良使用性能的沥青路面,对比研究将水泥和橡胶粉同时作为改性剂对沥青性能的作用效果,并通过针入度、延度、软化点、黏附性试验确定合适的水泥掺量。通过马歇尔试验、车辙试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对沥青混合料的路用性能进行相关研究,并与基质沥青混合料的相关性能进行了系统对比评价。试验结果表明,掺入水泥和橡胶粉后提高了混合料的高温稳定性能和抗水损害性能。当水泥掺量为1.5%、橡胶粉掺量为20%时,高温稳定性和抗水损害性能最佳。     

基于正交试验的纳米ZnO/SEBS复合改性沥青性能

为使改性沥青混合料具有良好的性能,能够在一些极端环境下正常使用,选择纳米ZnO和（苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯）SEBS两类改性剂复合对70号沥青进行改性。利用正交试验对复合改性沥青的制备方案进行优化,并通过布氏旋转黏度、针入度、延度、软化点和高低温流变等实验,对纳米ZnO、SEBS、纳米ZnO/SEBS改性沥青以及基质沥青的粘滞性、温度敏感性、高低温流变性能以及PG连续分级进行比较分析,以此确定最优配方。试验结果表明,纳米ZnO/SEBS复合改性沥青最优制备改性剂掺量为3%纳米ZnO+5%SEBS,最优制备方案为先加SEBS后加纳米ZnO;此掺量复合改性沥青的温度敏感性显著降低,低温抗裂性能以及PG连续分级的高低温服务温度范围均有明显改善,对沥青高温性能提升最为显著。     

布敦岩沥青改性沥青混合料试验研究

通过电子探针检测，测得了布敦岩沥青的矿物组成元素主要为碳、氧、硫、硅、镁、铝、钙、钾及铁等；微观形态结构表明布敦岩沥青中有的岩矿是多孔材料，沥青和岩矿相互包容．沥青组分试验表明，跟普通石油沥青相比，该种岩沥青的沥青质含量很高而胶质含量较低．不同温度的针入度结果则揭示了布敦岩中的沥青能明显改善基质沥青的高温性能，但同时降低其低温性能．高温弯曲蠕变试验进一步证实了布敦岩沥青对沥青混合料的高温性能具有显著的改性作用．     

渗透型再生剂对再生沥青性能影响的实验分析

为改性老化沥青,恢复老化沥青的路用性能,综合相容性和胶体调和原理,用回收食用油和扩散剂制备渗透型再生剂,对比分析普通型再生剂与渗透型再生剂用量对再生沥青粘滞性和低温性能的影响,并采用动态剪切流变试验测定再生沥青的车辙因子。结果表明,随着再生剂掺量的增加,再生沥青的针入度和延度呈近似的线性增大,软化点、动力粘度和低温蠕变劲度则降低;相比于普通型再生剂,渗透型再生剂的再生效果更好,当渗透型再生剂的用量为6%时,再生沥青的以上性能均可恢复至基质沥青的指标水平,且再生沥青具有合适的车辙因子以满足高温稳定性的要求。     

基于等针入度的沥青固有与改善性能的流变性分析

为了研究道路沥青固有与改善性能,在以代表高温性能的针入度指标基础上,研究相同等级针入度条件下的两种类型道路沥青在短期老化过程中针入度及其他指标的变化情况,分析不同道路沥青老化机理。同时再利用动态剪切流变实验对沥青进行高温老化分析,由此得出苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(styrene-butadiene block copolymer)SBS改性沥青的流变性能和抗变形性均优于基质沥青、等同于沥青的改善性能、优于沥青固有性能的结论。     

高沥青质塔河原油制备道路沥青的工艺及性能评价

提出了以高沥青质的塔河原油生产重交通道路沥青和聚合物改性道路沥青的制备工艺,并对产品进行了路用性能评价。采用增延剂和其他添加剂可以制备性能优良的重交沥青;利用交联稳定剂可以制备相容性好的聚合物改性道路沥青。路用性能评价采用传统方法和美国战略公路研究计划(SHRP)方法进行。结果表明:塔河沥青具有软化点和针入度指数高的特点;SHRP方法评价表明,尽管塔河沥青老化前后的低温延度低,但是在具有较高的抗高温变形能力前提下,能够保持优良的低温抗裂性。与其他原油制备的改性沥青相比,高沥青质塔河原油制备的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)和丁苯橡胶(SBR)改性沥青,具有独特的高、低温性能和更低的感温性。