木质素改性沥青的温度敏感性分析

为探究短期老化对不同掺量木质素改性沥青的温度敏感性的影响,采用基于针入度试验及动态剪切流变试验的温度敏感性评价方法,对经过短期老化前后不同木质素掺量的沥青试样进行了评价与分析。结果表明:木质素的掺入可有效降低基质沥青温度敏感性;采用复数指数法(CNI)评价木质素改性沥青温度敏感性更具优势,主要是木质素的掺入提高基质沥青的储存模量(G'),增加沥青弹性部分。相比于基质沥青,短期老化对于木质素改性沥青而言,并不是加快老化进程,而是使得木质素与沥青进一步增容的物理变化过程。为木质素改性沥青制备工艺确定与高温温度性评价进一步研究提供了参考。     

重交通道路沥青老化规律及评价方法

采用薄膜烘箱加热试验方法,对重交通沥青在不同老化时间和老化温度下的性能指标进行测试,分析了时间和温度对沥青老化的影响,并将薄膜烘箱老化试验与美国战略公路研究计划(SHRP)的沥青性能老化评价方法的相关性进行了对比研究。结果表明:重交通道路沥青在老化10 h(163℃)或老化温度高于163℃时性能变化颇为显著;可采用薄膜烘箱老化试验5 h(163℃)老化前后的软化点比1、0 h(163℃)老化前后的25℃针入度比和15℃延度比来评价沥青老化后抗车辙能力;可采用薄膜烘箱老化试验10 h(163℃)或5 h(180℃)老化前后的针入度比和延度比指标来评价沥青老化后的抗疲劳性能;可采用薄膜烘箱老化试验24 h(163℃)老化前后的延度比或软化点比指标来评价沥青长期老化后的抗裂性能。     

木质素改性沥青温度敏感性分析

为探究不同掺量木质素改性沥青的温度敏感性,采用基于针入度试验及动态剪切流变试验的温度敏感性评价方法,对经过短期老化前后不同木质素掺量的沥青试样进行了评价与分析。结果表明：木质素的掺入可有效降低基质沥青温度敏感性;采用复数指数法（CNI）评价木质素改性沥青温度敏感性更具优势,主要是木质素的掺入提高基质沥青的储存模量（G′）,增加沥青弹性部分;相比于基质沥青,短期老化对于木质素改性沥青而言,并不是加快老化进程,而是使得木质素与沥青进一步增容的物理变化过程。为木质素改性沥青制备工艺确定与高温温度性评价进一步研究提供了参考。     

沥青与集料黏附性评价方法

为了定量评价沥青与集料黏附性,提出新的沸煮试验方法,并与水煮法进行对比试验。选取5种A级70#基质沥青和5种SBS改性沥青,采用旋转薄膜老化试验(RTFOT)模拟沥青短期老化,采用压力老化试验(PAV)模拟沥青长期老化,以原样沥青为对照,制备成30种不同老化程度的样品,与3种岩性粗集料进行排列组合,共计开展90组黏附性试验,并提出了基于水煮法和沸煮法的沥青与集料黏附性综合评价方法。研究结果表明:水煮法试验中,随着沥青老化程度加深,基质沥青与集料的黏附性等级总体呈上升趋势,改性沥青老化前后与所有集料的黏附性等级均为5级,水煮法对改性沥青失效;沸煮法试验中,沥青的黏附时间从大到小依次为长期老化、短期老化、未老化试件,3种集料的黏附时间从大到小依次为石灰岩、闪长岩、花岗岩;将不规则集料制备成直径为19mm的球形集料,消除表面形状缺陷后,水煮法判定各种沥青与球形集料的黏附性等级均为5级,无法区分,而沸煮法仍可准确得到沥青与球形集料的黏附时间。水煮法用黏附性等级作为评价指标,沸煮法用黏附时间作为评价指标,以球形集料为标准试件,并给出基质沥青及改性沥青短期老化的技术要求。     

荒漠地区橡胶改性沥青老化性能试验分析

沥青老化性能试验是评价沥青路面材料使用寿命的重要方法.通过采用旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)后残留针入度、延度试验、动态剪切流变试验(DSR)方法,得到了荒漠地区橡胶改性沥青短期、长期老化规律.结果表明:RTFOT短期老化残留针入度:橡胶改性沥青苯乙烯一丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)克拉玛依(克)90号基质沥青;相位角δ:橡胶改性沥青DSR试验SBS改性沥青基质沥青.抗老化性能压力老化实验(PAV):橡胶改性沥青SBS改性沥青克90号基质沥青.研究得出掺入橡胶粉可明显提高沥青的抗变形、抗老化性能,可为废旧橡胶粉掺入路用沥青提供科学的理论支撑与技术指导.     

基于HP-GPC的温拌沥青老化特性研究

选用两种不同温拌剂(Sasobit和Evotherm),分别对3种不同基质沥青进行改性,并采用布氏粘度及渗透凝胶色谱(HP-GPC)对其老化特性进行研究。试验结果表明:对于不同来源基质沥青,相对于基质沥青,温拌沥青(WMA)在老化前后粘度都相对降低,老化时间越长,粘度越大;通过GPC测试结果表明,老化后沥青的GPC曲线左端明显凸起,且老化时间越长,曲线左端凸起越高,大分子含量(LMS)越大,而温拌剂可显著改善沥青的老化特性;Sasobit温拌剂对沥青的改性作用明显优于Evotherm;沥青的LMS值与其粘度具有良好的相关性,沥青中LMS值增大,沥青粘度也相应增大。     

基于车辙试验优选沥青高温性能评价指标

选择6种沥青分别进行短期老化前后的常规试验、动态剪切流变试验以及重复蠕变恢复试验,得到常规7种高温性能评价指标。将指标排序结果与模拟沥青路面高温性能的沥青混合料车辙试验结果进行相关性分析,选择最优的沥青高温性能评价指标。     

基于热分析质谱联用技术的沥青老化机理研究

利用热分析质谱联用技术研究不同老化状态的沥青微观组成、结构与宏观路用性能之间的联系。首先制备沥青结合料短期老化和长期老化试样,然后采用热重-差热分析-质谱联用技术,分析不同老化状态沥青的热性质及逸出物质结构。研究结果表明:基质沥青、短期老化和长期老化的沥青试样分解过程的温度范围及峰值对应温度基本一致;低于300℃的温度范围内,试样老化程度对热重损失速率影响较小;沥青高温分解阶段,长期老化质量损失速率最低,基质沥青最高,短期老化试样居中;3种老化状态的沥青试样热分解产物主要有CO、H2O、CH4、CO2,该产物主要来源于沥青中大分子烷烃的高温分解和碳元素氧化;热重曲线残留质量比与沥青复数模量有较好的联系,随着沥青老化程度增大,TG曲线上残留质量比逐渐增加,在宏观上表现为复数模量增大。     

老化沥青常应力疲劳演化规律分析

为评价老化沥青的疲劳性能,采用动态剪切流变仪(DSR),在应力控制模式下对经延时薄膜烘箱加热试验(RTFOT)老化的70#基质沥青和SBS改性沥青进行了重复加载试验,通过复数剪切模量(G*)、耗散能变化率(DR)和累计耗散能比(DER)随荷载作用次数的变化,分析了老化沥青疲劳性能演变规律,对比了不同方法确定的老化沥青疲劳寿命。结果表明:通过G*、DR、DER随加载次数变化关系,可将老化沥青疲劳破坏过程分为荷载适应、损伤累积和加速破坏3个阶段,3种方法确定的沥青疲劳寿命相差不大;沥青老化后G*增大,老化对70#基质沥青的影响大于SBS改性沥青,不同老化程度下,70#基质沥青耗散能变化规律相同,SBS改性沥青耗散能变化与沥青老化程度有关。短期老化条件下,沥青老化程度越深,在应力控制模式下疲劳寿命越长。     

基于粘度和延度变化的沥青抗老化性能评价方法

针对当前道路沥青的抗老化性能评价方法的不足,研究了5种道路沥青老化过程中的粘度和延度的变化规律,提出了基于135℃粘度和15℃延度的沥青抗老化性能评价方法,并建立了评价沥青抗老化性能的老化度和抗老化系数指标。研究结果表明:该评价方法及指标可以区分不同沥青在整个老化过程中的抗老化性能,评价指标中老化度可以评价不同老化时间的老化程度,有助于预测沥青路面在老化作用下出现开裂病害的时间;抗老化系数体现了沥青本身的抗老化性能,为沥青的选择提供了依据。     

生物沥青、岩沥青及复合改性沥青常规性能与流变性能的相关性

为探讨生物沥青改性沥青和岩沥青改性沥青及其复合改性沥青常规性能和流变性能的相关性,对不同掺量的3种改性沥青进行常规使用性能和流变性能试验,并从高温性能、低温性能、可使用温度范围和感温性能等方面进行相关性分析.试验结果与分析表明:3种改性沥青的软化点和当量软化点之间相关性较好,且当量软化点与高温连续分级温度呈显著线性相关;生物沥青改性沥青的当量脆点与低温连续分级温度呈线性相关,另外两种改性沥青则为复杂抛物线关系,应结合两种性能指标综合评价沥青低温性能;3种改性沥青的当量软化点与当量脆点之差和高低温连续分级温度之差之间呈显著线性相关,对沥青可使用温度范围的评价具有一致性;3种改性沥青的针入度指数和复数模量指数之间相关性较好,对感温性能的评价具有一致性.可以通过常规性能指标来合理预估流变性能.     

SBS改性沥青的动态力学性能

通过1种基质沥青、4种苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性剂制备的13种改性沥青的动态力学试验,分析比较了原样沥青和旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)老化沥青的动态力学温度谱试验结果,讨论了SBS改性沥青动态力学性能的变化机理,得出了改性剂的种类和剂量对其动态力学性能的影响.结果表明,低温下改性沥青的动态力学性能与基质沥青性能有关,高温时则取决于SBS改性剂的性质,RTFOT老化后因SBS的裂化与降解使改性沥青的弹性成分产生损失,其性能向基质沥青特性转变.     

基于180 s劲度模量的低温开裂指数预测

提出了一种通过材料性能测试，预测5～10年状况下沥青路面实际开裂的方法。依托开裂指数同沥青材料低温性能的关系，利用CAM模型(一种数学模型)拟合得到了5类常用沥青的180 s劲度模量值，预测并提出了PAV(压力老化)状态下各类沥青的开裂指数。通过数据分析，验证了该种模拟方式预测的准确性。借助长吉高速实地芯样开裂情况调研，验证CI值(低温开裂指数)对沥青路面实际开裂水平的预测效果。结果表明，CAM模型下得到的沥青梁180 s模量计算方法简单，数据置信度高，预测得到的SBS改性沥青开裂指数与路面实际开裂水平一致，证明了利用沥青材料性能预测路面实际抗裂能力这一方法的可行性。依据规范提法，给出了五类北方常用沥青的CI值参考区间。     

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。     

热和空气对我国几种道路沥青粘度的影响

采用几种国产道路沥青在薄膜烘箱中经受不同温度和时间,分别测定其试验前后,温度为60℃时的粘度,以此粘度的比值作为老化指数的变化趋势,并与国产沥青铺路试验性能进行对照。其粘度比值从小到大为:大庆丙脱 100号、兰炼100号、单家寺100号、大港氧化100号、胜利直馏100号、高升100号、胜利氧化100号、任邱100号、独山子氧化100号。上述结果与我国沥青试验路铺筑试验抗开裂性能的三年总结的结果基本上是吻合的。为此建立预测沥青老化性能的评价方法。     

TOR橡胶沥青流变性能试验

为了得到TOR橡胶沥青的流变性能,对薄膜烘箱老化和压力老化试验后的沥青试样进行布氏黏度试验和动态剪切流变试验.给出了改性沥青的制备方法、试验方法,分析了TOR对橡胶沥青复数模量、相位角、车辙因子、黏度、疲劳因子的影响.结果表明:加入TOR后,沥青的复数模量增大,相位角减小,TOR促进了废胶粉颗粒与沥青的相容性,增加了沥青的高温抗车辙性能.薄膜加热老化后基质沥青、橡胶沥青和TOR橡胶沥青的车辙因子数值均增大,黏温敏感性增强,TOR橡胶沥青的抗车辙性能较橡胶沥青有所改善.加入TOR的橡胶沥青,经压力老化后抗疲劳性能得到了加强,在较低温度环境下比橡胶沥青好;经有水压力老化,可以有效改善橡胶沥青的热氧水老化能力.     

改性剂对SBS改性沥青低温性能的影响

以动态剪切流变仪（dynamic shear rheometer）实测的玻璃化转变温度（Tg）为评价指标，针对同一种油源、不同标号的基质沥青，分析了改性剂结构和掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青低温性能的影响．结果表明，改性剂结构对SBS改性沥青的低温性能影响不大；而改性剂掺量对SBS改性沥青的低温性能有重要影响，这种影响受到基质沥青标号的限制，基质沥青的标号越大，掺量对低温性能的影响越大．     

复配抗紫外光老化剂对改善沥青光老化性能的影响

采用紫外光耐候实验箱加速老化系统模拟沥青自然环境下紫外光老化,通过对沥青光老化前后针入度、软化点和延度性能的测试以及FTIR（Fourier Transform Infrared）红外光谱检测,对比分析了复配抗紫外光老化剂对提高沥青抗紫外光老化性能的影响,并对其机理进行了分析,研究结果显示,在一定的老化环境下,添加抗紫外光老化剂的沥青试样老化后与基质沥青老化后相比,针入度增加,软化点减小,延度增加,其抗老化性能有显著提高;添加复配添加剂质量百分比为5％A＋1.5％B的沥青试样,三大性能指标变化百分比较大且羰基特征吸收峰减弱,改善沥青的抗光老化性能较好。     

地学G4I系统集成数据质量评价关键技术研究

为提高层次分析法(AHP: Analytic Hierarchy Process)在数据质量评价中的客观性\, 准确性, 对层次分析法各层次指标赋值方法进行改进, 用加权求积替代下级指标与上级指标之间的加权求和关系; 在4G地学空间集成数据质量评价中, 引入专家打分的客观赋值方法, 对指标矩阵进行权重赋值, 并将所得综合权重计算结果和综合评价结果与典型层次分析法进行比较。结果表明, 采用改进的层次分析法可有效降低主观因素的影响, 分析误差降低约59%, 能更加客观地反映数据质量情况, 为G⁴I系统中数据质量控制提供了基本依据和定量参考。