基于微观和流变分析的岩沥青改性沥青性能评价

采用埃索70#沥青,以不同掺量的青川天然岩沥青为改性剂制备岩沥青改性沥青.通过红外光谱和差示扫描热量法(DSC)对天然岩沥青及岩沥青改性沥青的微观结构进行分析,研究其改性机理.采用SHRP试验对岩沥青改性沥青的高温、低温和抗疲劳性能进行研究,并对不同掺量的岩沥青改性沥青进行了SHRP-PG分级.微观研究证明,天然岩沥青沥青质的杂原子基团含量高,芳香性和极性强.经过改性,基质沥青的微观结构发生了变化,岩沥青改性沥青的感温性降低,温度稳定性和水稳定性得到增强.流变特性分析表明岩沥青改性沥青的黏度明显提高,高温稳定性和抗疲劳性得到显著改善,可用于非极端低温的环境.     

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。     

布敦岩沥青材料性质试验分析

为了揭示布敦岩沥青(BRA)的改性机理,通过抽提和燃烧分离及材料物化和细观试验,对BRA的原材料、矿物质、纯天然沥青和改性沥青的性质进行了分析,并与矿粉和普通道路石油沥青进行了对比。研究结果表明,BRA矿物质比表面积大,呈多孔蓬松石灰岩结构,可用作矿粉;BRA纯沥青属于天然硬质沥青,其沥青质含量高,芳香环结构含量多,沥青质与胶质分子量大,且N和S等杂元素以官能团形式存在,胶体稳定,流变性较差;BRA纯沥青与其矿物质之间具有很强的裹覆和吸附作用,并形成稳定的团粒结构。同时,BRA纯沥青与石油沥青之间相容性好,呈现高度稳定的物理融合,使得BRA能将其优良性质遗传给石油沥青。因此,将BRA掺入石油沥青中,其改性机理主要是天然硬质沥青的增粘作用和石灰岩矿物质的增劲作用,从而可有效提高改性沥青的抗高温、抗剥离、抗变形、抗老化和抗温敏等性能,是一种优良的路用改性剂。     

不同配比对Buton岩沥青影响的性能研究

对布敦(buton)岩沥青和基质沥青按不同比例进行拌和,通过对试样进行常规试验和动态力学分析,评价了不同的掺配比例对沥青改性的效果的影响,确定了buton岩沥青与基质沥青掺配的最佳比例.并且通过试验数据分析,得出了常规指标25℃的针入度与采用动态剪切流变仪得到的车辙因子 G */sin δ具有很好的相关性,二者对于评价布敦岩改性沥青的性能具有一致性,为以后的天然岩改性沥青的路用性能提供了一个可以对照的指标.     

采用天然岩沥青改性的沥青混合料路用性能

以SK 70#沥青作为基质沥青,选用青川天然岩沥青作为外掺剂制备改性沥青混合料,通过车辙试验、动态蠕变试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温小梁弯曲试验等室内试验,测试和评价改性沥青混凝土的路用性能,并分析岩沥青改性剂对混合料路用性能的影响.研究结果表明:掺入岩沥青改性剂后,岩沥青改性沥青混合料的高温性能、力学性能、抗疲劳性能和抗水损害能力有所提高,低温性能有所降低;但随着岩沥青掺量的增加,其对混合料路用性能的影响逐渐减弱,实际工程中,建议岩沥青的适宜掺量为8%.     

岩沥青与SBS复合改性高黏沥青的配比研究

以中海A H-70#基质沥青为基本原料,采用中东天然岩沥青与SBS改性剂复合改性制备高黏沥青.通过均匀设计的方法设计岩沥青与SBS改性剂的复配材料组成,并采用针入度试验、延度试验、软化点试验、60℃动力黏度试验、布氏黏度试验以及DSR试验对复合改性高黏沥青的性能进行测试.结果表明:针入度和延度受岩沥青掺比的控制影响较大;而软化点受SBS改性剂掺比的控制影响较大;复合掺量与60℃动力黏度、布氏黏度以及抗车辙因子均成正相关关系.基于试验分析,采用SPSS软件建立回归模型,运用MATLAB软件计算分析得到天然岩沥青与SBS改性剂的最佳复合掺配比例分别为:5.4％和6.4％.     

基于黏弹性理论的天然沥青复合改性沥青低温流变性能

为优化天然沥青低温性能欠佳的问题,采用低温弯曲流变试验(BBR)对不同掺量下的橡胶/天然沥青及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/天然沥青复合改性沥青的低温性能进行试验;并结合Burgers模型对其蠕变数据进行拟合,以分析天然沥青复合改性沥青的低温性能。结果表明:橡胶和SBS掺入使新疆岩沥青(XRA)和天然湖沥青(TLA)天然改性沥青的黏性和弹性得到相应的改善;且其松弛时间逐渐减小,耗散能比与蠕变导数逐渐增加;低温下的应力松弛能力及弹性后效得到改善。在同一温度下,橡胶和SBS延缓了XRA与TLA到达蠕变稳定的时长;但随着温度的不断降低,其蠕变稳定时长逐渐减小。随着橡胶和SBS掺量的增加,XRA和TLA复合改性沥青的低温性能有显著的提高;且橡胶对XRA和TLA天然改性沥青低温性能的改善优于SBS。随着温度的降低,不同掺量下的橡胶和SBS对其低温性能的改善程度逐渐减小。     

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．     

溶剂对抽提所得油砂沥青中沥青质结构的影响

分别采用甲苯、环己烷和石油醚抽提处理油砂,对所得油砂沥青中的沥青质进行元素分析、平均相对分子质量测定及13C-NMR分析,结合分析结果,采用Chemwindow软件推测并绘制出沥青质的平均结构单元模型。研究结果表明,不同溶剂抽提得到的沥青质结构明显不同,虽然各溶剂所得沥青质的脂肪碳含量相差不大,芳香碳的含量也只是略有差异,但分子的不饱和性相差较大,表明沥青质的结构差别较大。此外,沥青质中杂原子的含量、平均相对分子质量的大小也有较大差别。     

烃源岩的溶剂抽提研究

以氯仿、体积比为 1∶1的二硫化碳与N甲基 2吡咯烷酮 (CS2 NMP)混合溶剂为抽提溶剂 ,采用直接抽提、连续直接抽提、浸泡抽提等方法对我国大庆油田英 412井和江汉油田王 80井及谭 30井的 3个烃源岩样品进行了抽提研究。实验结果证明 ,烃源岩有机质中存在着大量的非共价键缔合结构 ;烃源岩的抽提率略大于相应干酪根的抽提率 ,这表明烃源岩的酸处理富集有机质的过程对有机质的物理化学结构有一定的影响。另外 ,抽提条件的改变可影响抽提率 ,这表明烃源岩有机质中的非共价键缔合结构会随着外界条件改变而呈动态变化     

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。     

超临界流体抽提法研究茂名与抚顺油页岩中油母质的化学结构(Ⅰ)——超临界抽提的工艺条件

在内径25毫米抽提器的半连续试验装置中对茂名和抚顺油页岩超临界流体抽提的工艺条件进行研究。最佳抽提条件为385—400℃,150—200公斤/厘米~2,甲苯流率13毫升/分,溶剂比30:1。可从油页岩中得到对有机质约80％的沥青抽出物(平均分子量约800)。由于沥青抽出物收率高,气体生成量少,抽出沥青受到再次热解反应少,通过对沥青的组成与结构分析来研究油母质,开辟了研究油母质化学结构的新途径。     

北美岩沥青对基质沥青的改性效果研究

为评价北美岩沥青对基质沥青的改性效果,采用70号A级沥青为基质沥青,对掺加北美岩沥青改性后的沥青的路用性能进行了试验研究。结果表明:北美岩沥青能有效改善沥青的温度敏感性,提高沥青的高温稳定性和抗老化能力,但对沥青的低温性能无改善作用;掺入北美岩沥青后,混合料的劲度模量提高,疲劳寿命得到明显改善。     

布敦岩沥青混合料路用性能的试验研究

为评价布敦岩沥青对基质沥青混合料的改性效果,采用A-70沥青作为基质沥青,对不同掺量布敦岩沥青混合料的路用性能进行了试验研究.结果表明:布敦岩沥青混合料的马歇尔稳定度、劈裂抗拉强度和水稳定性明显优于基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料;其动稳定度远远高于基质沥青混合料,接近于SBS改性沥青混合料;布敦岩沥青能有效改善混合料的低温性能,但当布敦岩沥青掺量从20％增加到25％时,混合料的低温性能有所降低,因此工程应用中的布敦岩沥青掺量不宜超过25％.     

阿尔巴尼亚岩沥青材料性质及其改性沥青性能分析

为了揭示阿尔巴尼亚岩沥青(Albania Rock Asphalt,简称ARA)的材料性质和改性机理,通过沥青含量、四组分、沥青性能、XRD衍射、红外光谱和荧光显微等室内试验对ARA的原材料性质及其改性沥青的路用性能进行了分析。结果表明:ARA中沥青含量高达70%以上,是一种沥青质和胶质含量较高的硬质沥青,其矿物质成分主要包括硅酸盐、碳酸钙和硫酸钙及少量氧化铁和氧化铝等金属氧化物;将ARA掺入石油沥青中是一种物理混融的改性过程,二者之间具有很好的相容性,可起到天然沥青物质增黏增弹和矿物质增劲增韧的作用,从而可有效地提高改性沥青的高温稳定性、温度敏感性、抗老化性能、抗剥落性能和施工安全性。因此,ARA作为一种天然沥青改性剂可用于改善沥青路面的使用性能,其适宜掺量为基质沥青质量的10%～20%。但应用过程中,宜采用538℃燃烧法快速测试其沥青含量,当采用湿法工艺时应加强搅拌,以确保其改性沥青的均匀性。     

传统沥青回收方法与集料追踪法对回收沥青性能对比分析

通过分析传统沥青回收方法——阿布森法和旋转蒸发器法对回收沥青性能的影响,得出传统沥青回收方法会造成回收沥青的二次老化,影响沥青性能的正确评价,进而介绍相对简单适用的集料追踪法.以动态剪切流变仪和傅里叶红外光谱仪为测试手段,研究了三氯乙烯对沥青的直接影响,对比了传统沥青回收方法与集料追踪法对回收沥青性能的影响,并研究了集料类型和是否采用抽提技术两个因素对回收沥青性能的影响.试验结果表明:传统抽提回收技术得到的沥青试样不能完全代表实际的沥青性能.采用集料追踪法得到的沥青更能体现沥青在混合料中的作用,其不会造成回收沥青的二次老化.     

基于非均相体系沥青抽提液中的矿粉清除方法

针对目前常规方法不能有效去除沥青抽提液中矿粉的问题,研究利用非均相物系分离理论对回收液中的矿粉进行沉降分析,推导得出重力沉降和离心沉降的沉降速度及沉降时间的计算模型,根据试验原材料、仪器规格选择计算参数,计算得出矿粉的沉降速度及沉降时间,并通过试验验证了计算模型的准确性;同时调整了计算参数,总结得出了适用于绝大多数基质沥青抽提液的矿粉沉降计算模型。研究结果表明:计算模型具有较高的准确性与可靠度;离心加速度越大,矿粉密度越大,矿粉沉降时间就越短;施加相对离心力不小于24 647N/kg(2 515g)、离心分离时间不少于50min,能够有效地消除沥青抽提液中的矿粉。     

SMA抽提回收方法实验研究

文章总结了国内外提出的沥青混合料抽提及沥青回收方法,分析目前普遍使用的离心抽提试验及阿布森回收试验的不足.针对SMA混合料的特点,设计不同的对比试验,验证了SMA混合料抽提回收过程中,矿粉、三氯乙烯及纤维等关键因素的影响程度,并提出相应的解决方案与改进措施,以便准确评定SMA混合料的级配、油石比状况及混合料中的沥青性状;为进行正确的SMA配合比设计、分析SMA沥青路面的破坏原因及路用性能衰变规律以及SMA混合料的再生利用提供数据基础.     

天然岩沥青改性沥青混合料设计与试验研究

文章通过对国道321线K681+000-683+000试验路段面层施工概况,具体论述了天然岩沥青改性沥青混凝土路面抗车辙、抗老化的作用,为以后改性沥青应用积累了一定的经验。     

AC-13布敦岩改性沥青混合料的路用性能

 为探讨布敦岩改性沥青的路用性能,以辽河A-90 号沥青作为基质沥青,布敦岩沥青作为外掺剂制备改性沥青混合料,通过车辙、浸水马歇尔、冻融劈裂、低温小梁弯曲等实验,研究沥青混合料的高低温性能和浸水性能,进而分析布敦岩沥青掺量对沥青混合料路用性能的影响。结果表明,布敦岩沥青可以有效地改善沥青的感温性能和抗老化性能,随着布敦岩沥青掺量的增加,混合料的高温稳定性能和水稳定性大大提高,但当布敦岩沥青掺量从20%增加到30%时,低温性能略有降低,因此布敦岩沥青掺量不宜超过30%。