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。     

沥青混合料的应用

沥青混合料是沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料的总称。沥青混凝土混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料与沥青在严格控制条件下拌和的沥青混合料。沥青碎石混合料是由适当比例的粗集料、吸集料及填料与沥青拌和的沥青混合料。     

石油道路沥青低温性能的研究——Ⅰ.沥青混合料开裂温度的影响因素

通过沥青混合料的温度应力试验,对沥青用量、空隙率、沥青混合料类型以及沥青单体与沥青混合料开裂温度的关系进行了考察。结果表明,沥青混合料温度应力试验开裂温度与沥青的弗拉斯脆点具有较好的对应关系。而沥青混合科中的沥青用量、空隙率、混合料类型对此开裂量度影响不大。     

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.     

石油沥青与煤沥青的调和及乳化性能

将煤沥青与秦皇岛AH-90沥青进行调和及乳化,考察调和沥青及调和后乳化沥青的性质,研究煤沥青的种类及掺量对调和沥青及乳化沥青性质的影响规律。结果表明:煤沥青中大量甲苯不溶物(煤粉)的存在使得调和沥青和乳化沥青蒸发残留物的25℃延度大幅度下降,难以达到标准要求;1#和2#煤沥青最大掺量分别为25%和20%时,乳化沥青的1 d和5 d稳定性合格;相同煤沥青掺量时,1#调和沥青及乳化沥青蒸发残留物较相应的2#调和沥青及乳化沥青蒸发残留物的针入度小、25℃延度大、软化点高;随着煤沥青掺量的增大,两种调和沥青及乳化沥青蒸发残留物的25℃延度、针入度都呈现下降趋势,软化点呈升高趋势。     

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．     

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.     

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。     

国产天然沥青对基质沥青路用性能的影响

为更好地将天然沥青应用于路面,通过在基质沥青中掺加不同剂量的四川天然沥青,对天然沥青改性沥青的高温性能、粘附性、低温性能和水稳定性等路用性能进行了分析。试验结果表明,将四川天然沥青掺加基质沥青能够大大提高和改善基质沥青的高温性、粘附性以及水稳定性,并且随着天然沥青剂量的逐渐增加,沥青由溶胶型沥青向溶—凝胶型沥青转化,其高温稳定性、粘附性及水稳定性逐渐增强。天然沥青对基质沥青的低温流变性则表现为双重性,低温延度有所下降,但当量脆点指标却得以改善,且其玻璃化温度相对于基质沥青有所升高。掺入天然沥青后改性沥青混合料在低温时的最大拉应变、抗弯拉强度和劲度模量均增加,表明低温抗裂性能总体上得以改善,但柔韧性有所下降。     

废旧沥青混合料再生机理研究

本文较系统地研究分析沥青老化的机理、沥青再生的可行性,提出沥青再生的基本思路,采用再生剂对老化沥青进行再生,考察再生沥青的基本性能以及再生沥青与新沥青混合后的性能;试验证明,再生剂能有效改善旧沥青性能,再生沥青与新沥青按适当比例混溶后,从沥青三大指标来衡量,其路用性能可以恢复到使用之初水平.     

一种高弹沥青面层抗反射裂缝能力试验研究

采用室内疲劳试验、冲击韧性试验和模拟反射裂缝试验对高弹沥青、普通AH-70和AH-50沥青的面层混合料的抗反射裂缝扩展能力进行分析.结果表明,采用高弹沥青的沥青混合料的600微应变的疲劳寿命分别是AH-70和AH-50沥青混合料的88倍和55倍;模拟反射裂缝试验显示,高弹沥青混合料的初裂次数分别是AH-70沥青和AH-50沥青的1.2和2倍,终裂次数分别是AH-70沥青和AH-50沥青的1.9和1.4倍;高弹沥青混合料的冲击韧性分别是AH-50沥青和AH-70沥青的2.2倍和2倍.因此,高弹沥青可以明显提高沥青混合料的抗反射裂缝能力.     

乙烯焦油沥青炭化过程中中间相沥青生成的动力学和结构研究

研究了乙烯焦油沥青、乙烯焦油沥青的沥青烯组分和催化改质乙烯焦油沥青在炭化过程中生成中间相沥青的动力学和显微结构的变化。采用溶剂抽提法、元素分析法、VPO平均分子量测定法、H—NMR和IR光谱法测定了几种ETP和中间相沥青的结构参数。     

沥青内金属离子的水污特征及组分扩散的分子动力学模拟

为了研究路面沥青引起的水污染,把沥青膜浸泡在受压的去离子水中,并采用电感耦合等离子体质谱,测试浸泡沥青前后水中10种金属离子的浓度,分析沥青老化、去离子水pH值和浸泡时间对沥青内金属离子浸出的影响.采用分子动力学,分别建立沥青四组分(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)和水的分子结构模型,模拟了不同水温、水压、pH值和沥青老化条件下沥青四组分在水中的扩散过程,并计算四组分在水中的扩散系数.结果表明,浸泡沥青后,水中金属离子浓度增大,新鲜沥青和基质沥青的金属污染程度分别高于老化沥青和SBS改性沥青;沥青四组分在水中的扩散系数从小到大排序为:胶质、沥青质、芳香分、饱和分;降低温度和水压,有助于减缓沥青四组分在水中的扩散.     

WTR/APAO复合改性沥青混合料性能研究

[目的]将复合改性沥青应用到沥青混合料当中,改善沥青路面的路用性能,延长其使用年限,提高服务水平.[方法]对70#沥青、SBS改性沥青、15％WTR沥青、12％WTR+4％APAO沥青及15％WTR+4％APAO沥青的AC-13C沥青混合料进行配合比设计;对上述5种不同沥青的AC-13C沥青混合料分别进行高温抗车辙、低...     

冷再生设备制备不同材料泡沫沥青工艺参数优化

基于自主研发的泡沫沥青试验机,为获得常用再生沥青料最优的泡沫沥青发泡特性,设计正交试验,以膨胀比和半衰期为评价指标,分析温度、含水量和压力3因素对泡沫沥青发泡特性的影响。应用FB100泡沫沥青试验机,针对不同材料沥青,进行试验研究。通过正交试验,并对其做方差分析,可以确定不同工艺参数对泡沫沥青发泡特性的重要度,并通过对东海36-1-90#沥青的试验对其进行了验证。研究结果表明:针对此泡沫沥青试验机,施工中常用的4种再生沥青:东海36-1-90#沥青、中海90#沥青、SK90#沥青、中海AH-90#沥青的最优发泡工艺参数分别为150℃和1.5%含水量、160℃和2.5%含水量、150℃和2%含水量、170℃和2.5%含水量,为其在泡沫沥青冷再生工程施工应用中提供数据依据和参考。     

基于分子动力学的不同沥青分子自愈机制分析

对沥青材料自愈合机理的探究是评价沥青愈合潜力的关键因素之一,这对于预测沥青的疲劳寿命有着关键性作用。为了探究沥青材料的自愈合性能,本文基于分子动力学模拟,利用Materials Studio软件建立基质沥青、SBS改性沥青、老化沥青以及老化SBS改性沥青的三维微裂缝模型,并通过密度分析,相对浓度分布以及自由体积分数等方法,分析自愈合模型的愈合情况。结果表明,SBS改性剂对沥青的自愈有一定的促进作用,老化对沥青的自愈有一定的抑制作用,四种沥青的自愈潜力从大到小依次为SBS改性沥青、基质沥青、老化后SBS改性沥青以及老化沥青。     

岩沥青路用性能试验研究

天然岩沥青作沥青改性剂能够较好地提高普通沥青的各项技术指标,具有较好地路用性能,本文从高温稳定性、低温抗裂性和耐久性方面,分析了岩沥青作为沥青改性剂对普通基质沥青的性能影响程度,从而对岩沥青的路用性能做出评价。     

基于E-M-D的5U北美岩沥青微观性能研究

【目的】探寻5U北美岩沥青的微观性能,为实际应用提供科学依据。【方法】利用E-M-D法,分析东莞东交70号沥青、东莞东交70号沥青+12%5U北美岩沥青(Ⅰ)、东莞东交70号沥青+15%5U北美岩沥青(Ⅱ)、东莞东交70号沥青+18%5U北美岩沥青(Ⅲ)的特征官能团。【结果】东莞东交70号沥青的芳碳率最低,而且随着5U北美岩沥青含量的增加,芳碳率逐渐上升。东莞东交70号沥青摩尔比(H/C)最大,其次是东莞东交70号沥青+12%5U北美岩沥青。【结论】随着5U北美岩沥青掺量的提高,沥青改性后的高温稳定性能提高;降低温度敏感性,对沥青耐低温性能无改善作用。     

原油沥青质沉积影响因素

针对西北某油田沥青质井筒沉积问题,选取四种黏度相差较大的原油,采用黏度法和微观形态观察研究原油中沥青质的析出过程.结合原油的物化性质及各项参数,分析沥青质沉积的主要影响因素.实验结果表明,沥青质沉积不是仅仅出现在沥青质含量较高的稠油中,稀油也可能产生较严重的沥青质沉积现象.沥青质含量、原油黏度、杂原子含量不是沥青质沉积的主导因素.不稳定系数、氢碳原子比、胶质/沥青质比值是影响沥青质沉积的主要内在因素.温度降低,会加剧沥青质沉积现象.π—π键和氢键是沥青质分子形成缔合物的主要作用力.高碳数化合物含量较高会导致较高的黏度,可以在一定程度上阻止沥青质聚集体的进一步聚集,降低沉积速率;原油黏度较低,当胶体处于不稳定状态时,沥青质聚集体通过扩散作用更容易碰撞、聚集及沉积.油样中加入十二烷基苯磺酸、水杨酸促使沥青质聚集体大量聚并、沉积.加入0.5％ YZB-7酚醛低聚物可以明显抑制沥青质沉积,抑制率可达81％.     

沥青混合料沥青膜厚度计算方法之维姆模型修正

对美国沥青协会(AI)推荐的计算集料表面积的维姆(Hveem)法在原来的基础上给予修正.利用修正后的模型结合沥青混合料配合比设计的最佳沥青用量,确定不同沥青混合料的最佳沥青膜厚度.结果显示,沥青混合料AC-13C、AC-20C、AC-25C的最佳沥青膜厚度分别为21.59、16.64及14.13μm.