植物基生物质油对老化沥青再生效果研究

为了探究生物质油作为再生剂的可行性,研究不同种类生物质油对老化沥青的再生效果.通过沥青三大指标试验和布氏旋转黏度试验对生物质油再生沥青的物理性能进行评价;通过傅里叶变换红外光谱试验分析不同种类生物质油的官能团结构,探究生物质油再生效果存在差异性的原因.结果表明：老化沥青中掺入10%的生物质油能有效改善其物理性能,提高针入度与延度,降低软化点与黏度.不同种类生物质油对老化沥青的再生效果不同,蓖麻类和果木类生物质油的再生效果最好,稻壳类和毛竹类生物质油次之,棉籽类生物质油的再生效果最差.红外光谱试验表明5种生物质油含有相同的官能团结构,蓖麻类和果木类生物质油含有较多的芳香族化合物,芳香族化合物的强度影响再生效果.5种生物质油对70#老化沥青的推荐掺量应控制在10%以下;对于90#老化沥青,蓖麻类与果木类生物质油的掺量应控制在10%以下,稻壳类、棉籽类与毛竹类生物质油的掺量需提高.     

DMA在沥青流变性能研究中的应用

沥青具有显著的流变性,动态力学分析（Dynamic Mechanical Analysis,简称DMA）恰是用流变学指标来评价材料的各种性能。简要阐述了DMA的原理,论述了用DMA方法进行沥青材料性能研究的优越性,结合具体实例阐述该方法在研究沥青及沥青结合料的粘弹性、高温性能、疲劳性能和低温性能等方面的应用,以及DMA方法用于测定沥青零剪切粘度的方法介绍。结果表明,动态力学分析方法可以在相对较短的时间内获得较丰富的粘弹信息,是全面研究沥青性能的有效方法。     

Evotherm温拌再生沥青流变特性

为探究RAP料中回收沥青掺量对温拌再生沥青流变性能的影响,在Evotherm温拌沥青中分别掺量0%,10%,20%,30%,40%和50%的回收沥青制备温拌再生沥青.采用粘度试验、温度扫描试验和弯曲梁流变试验分别对温拌和热拌再生沥青的流变性能进行对比研究,并对温拌再生混合料的路用性能进行了验证.试验结果表明:Evotherm温拌再生沥青的流变性能优于热拌再生.随着回收沥青结合料掺加的增加,温拌再生沥青的粘度值、车辙因子、破坏温度值和蠕变劲度S值逐渐增大,而蠕变速率m逐渐变小,说明Evotherm温拌再生沥青和易性变差,高温性能变好,而低温抗裂性能变差.另外,掺加40%RAP料的温拌再生沥青混合料具有优良的路用性能.并建议回收沥青结合料的掺量为40%.     

废旧沥青的再生研究

通过对老化沥青组分的分析,提出了研制沥青再生剂的基本思路。使用自制再生剂对老化沥青进行再生,利用核磁共振和红外光谱的方法分析了再生沥青的组分,并考察了再生沥青的基本性能。结果表明,自制再生剂能有效改善旧沥青性能,再生沥青的饱和分和胶质含量上升了,针入度、软化点、延度可以恢复到新沥青的水平。     

再生沥青微观结构对流变性能的影响

为揭示再生沥青的再生机理及效果,基于灰熵关联分析法,结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电镜扫描(SEM)和动态剪切流变(DSR)测试,探讨了老化与再生沥青流变特性参数和特征官能团含量的变化情况及关联程度,并对其微观形貌进行表征对比.研究结果表明:沥青老化后,FTIR谱图中C=O基团与S=O基团指数明显增大,芳香分和非对称脂肪族化物指数含量减少;添加再生剂后,再生沥青的特征官能团含量变化与老化沥青呈相反趋势;复数模量降低,相位角升高;温度是影响沥青抗车辙性能和抗疲劳性的重要因素,抗车辙因子和疲劳因子均随温度的升高呈现幂指数衰减形式.沥青老化后微观特征由光滑形貌向密集褶皱转变,加入再生剂后基本恢复至光滑形貌.基于灰熵关联分析得出:再生沥青化学组分变化对高温流变特性参数影响程度,由大到小的排序依次为羰基、亚砜基、芳香族化合物、非对称脂肪族化合物.     

老化沥青再生性能的预估分析

依托深圳市笋岗路大修工程的沥青路面热再生工程,建立了预估再生沥青性能的复合律方程;应用90#沥青、70#沥青和再生剂对老化沥青进行了再生试验,测定了再生沥青的粘度、针入度和软化点;进行了不同再生方法的复合律方程验证,并对不同再生方法的再生效果进行了比较.研究结果表明:再生沥青的针入度、软化点和粘度指标的再生规律很强,用复合律方程去预估再生沥青的性能是可靠的;再生沥青的针入度对数与沥青(或再生剂)的掺量成正比,再生沥青的粘度对数和软化点与沥青(或再生剂)掺量成反比,这些指标都可以根据复合律方程进行内插或一定程度的外延推算,用于确定再生沥青混合料的配合比设计用量;再生剂比新沥青有更好的再生效果,高标号沥青比低标号沥青有更好的恢复能力.     

重油和沥青中饱和碳的定量估计

建立了较完整的估计重油和沥青中饱和碳浓度数方法，其中包括环烷桥头碳、环烷甲基取代碳、环烷烷基（≥Ｃ２）取代碳等。基于理论分析，建立了估计环间的桥链和各种平均结构参数的方法，包括平均芳环环核数和环烷环环核数、芳环和环烷环烷工取代度、单元片上芳环和环烷环数。从实验数据出发，提出了烷基链长分布的公式。     

重油和沥青中芳香碳的定量估计

采用＾１Ｈ－ＮＭＲ和＾Ｓ１３Ｃ－ＮＭＲ谱，结果元素分析等数据，估计了重油和沥青中各种类型芳香碳，建立了较完整的表征方法。在模型混合物核磁共振谱基础上，指定＾１３Ｃ－ＮＭＲ谱中１２９．５～１５０（ｐｐｍ）＋１２３．５～１２６（ＰＰｍ）／３谱带作为非质子芳碳。模型混合物较核表明，用本方法估计的桥头芳碳和环烷并芳碳与实际值吻合良好；估计的四种Ａｌｂｅｒｔａ沥青样品的各种类型芳碳，其结果与Ｓｔｒａｕｓｚ化     

再生砖骨料沥青混合料性能研究

随着经济的高速发展,老旧小区改建、拆迁造成建筑垃圾大幅增长,开展砖骨料应用于沥青路面的研究具有一定的实用价值和环保意义.废弃砖的利用能够解决骨料短缺的问题,还可以解决环境污染问题.目前砖骨料应用于沥青路面的研究还很少,通过马歇尔试验进行再生砖骨料沥青混合料配合比设计,分析不同沥青用量下沥青混合料的性能,使其满足我国现行规范的要求.研究结果表明:当沥青用量为5％时,再生砖骨料沥青混合料各项指标均符合现行规范要求.     

重油—煤—水油基多相浆的流变行为

使用适当的分散剂和乳化剂制备出一种油基重油，煤，水三元混合燃料，研究了各组分含量，温度和分散剂含量对体系流变性和稳定性的影响。结果表明在所有情况下混合燃料均表现出屈服假塑性行为。随着内相含量的增加，温度的降低，体系的屈服应力增大，随着分散剂含量的增加，体系的粘度降低。     

多因素影响纤维沥青胶浆流变性能研究

为了改善沥青路面粘结剂—沥青胶浆的高低温性能,从材料流变学和粘弹性力学出发,采用动态剪切流变仪测定纤维沥青胶浆的相位角和车辙因子,采用弯曲梁流变仪测定沥青胶浆的蠕变劲度和蠕变速率,系统研究了填料种类、纤维种类、纤维掺量和老化程度对沥青胶浆流变性能的影响及其变化规律。研究表明:纤维改善沥青胶浆的高温性能优于水泥和矿粉,但改善沥青的低温性能却次于水泥和矿粉;德兰尼特纤维能较好地提高沥青路面的高温性能,其较小的用量可达到显著的效果;随着纤维掺量的增加,沥青胶浆的高温性能增强,低温性能有所改善,老化后沥青胶浆的高温性能更好,增粘效果更明显。研究成果对合理选择填料种类和比例,提高沥青路面的使用性能具有指导和应用价值。     

核磁共振谱法估计重油和沥青中芳环分布

在假设不同环数芳环上取代度或取代基数相等的基础上，由Ｈ－ＮＭＲ数据，推导出芳环分布计算式。采用模型混合物验证不同环数芳环质子类型谱带归属然后估计出四种Ａｌｂｅｒｔａ沥青质芳环分布。结果表明，不同取代基数的假设，不会引起芳环分布估计的较大误差；Ａｌｂｅｒｔａ沥青质稠环环芳烃含量不高，与传统对沥青质中稠环芳烃含量估计相关甚大。     

沥青老化与再生应用

本文主要分析了沥青路面老化原因及国内外沥青再生利用情况。     

乳化沥青在旧沥青混合料再生中的应用研究

根据室内试验和现场试验结果,探索了旧沥青混合料再生中的配合比及施工工艺,提出了乳化沥青在旧沥青混合料再生应用技术,降低了工程造价,从而减少了旧沥青混合料对周边环境的污染.     

生物质热解油重组分对石油沥青高温性能影响研究

将常压蒸馏得到的松木热解油重组分与石油沥青混合,基于动态剪切流变实验考察了生物油重组分对石油沥青高温性能的影响。研究结果表明:生物油重组分的掺入可以一定程度增大石油沥青的动力黏度,复合剪切劲度模量和黏温指数并减小石油沥青的相位角;5%、10%与15%的生物油重组分掺入会使石油沥青90℃动力黏度分别增加16.11%、39.18%和52.91%;石油沥青64℃车辙因子分别增大37.47%、64.54%和79.85%;临界温度分别上升1.5℃、3.8℃和4.2℃;生物油重组分与石油沥青的混合沥青具有较优的高温储存稳定性,不同掺入比例的混合沥青离析率绝对值均小于0.2。     

玻璃纤维改善再生粗集料沥青混合料性能试验研究

为促进固废再生利用,改善50%再生粗集料取代率的沥青混合料路用性能,研究分别以0,0.15%,0.2%,0.25%,0.3%,0.4%,0.5%、0.6%掺量的玻璃纤维掺入再生粗集料沥青混合料中,研究各种掺量下玻纤-再生粗集料沥青混合料的物理性能指标、标准马歇尔试验标准和浸水马歇尔试验指标改变规律。结果表明,当玻纤掺量增多,再生粗集料沥青混合料的密度不断下降,吸水率先降低后升高,稳定度和马歇尔模数先升高后降低,在0.15%掺量时为最大值,稳定度提升了44.13%;流值先降低后升高,在0.15%掺量时为最小值,流值下降了48.78%;浸水马歇尔稳定度先升高后降低,在0.15%时达到最大值,残留稳定度先升高后降低,在0.20%时达到最大值,提升了43.63%。因此50%再生粗集料沥青混合料中建议掺入玻纤的含量为0.15%～0.20%。     

基于统计学的再生沥青混合料疲劳性能试验研究

为研究再生沥青混合料(reclaimed asphalt pavement,RAP)掺量、温度、行车速度、车辆轴重对再生沥青路面疲劳寿命的影响,通过开展多因素(RAP掺量、试验温度、加载频率、控制应变)多水平的再生沥青混合料小梁四点弯曲疲劳试验,采用统计学方法分析了RAP掺量、试验温度、加载频率、控制应变对再生沥青混合...     

生物质油温拌沥青制备工艺及性能研究

关于生物质油温拌沥青制备工艺的研究较少,合理的制备工艺是生物质油温拌沥青性能发挥的重要保证。采用生物质油与70#、90#基质沥青制备温拌沥青,通过熵权Topsis法确定了生物质油温拌沥青的最佳制备工艺;通过动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验评价了生物质油温拌沥青的高、低温性能;通过红外光谱与沥青四组分试验研究了生物质油温拌沥青的温拌机理,结果表明,生物质油温拌90#、70#基质沥青最佳制备工艺均为剪切温度130℃,剪切速率1 500 r/min,剪切时间10 min,发育时间15 min;生物质油的掺加降低了沥青的高温性能,但提高了低温性能;生物质油与沥青混合过程主要为物理共混,生物质油提高了沥青胶团的分散度,导致沥青组分发生了迁移,使得沥青性能发生变化。     

温拌再生沥青混合料路用性能研究

为研究不同RAP掺量对温拌再生沥青混合料路用性能的影响,提高旧料利用率,减少资源浪费,本文对RAP旧料各项性能指标进行分析,并设计温拌再生沥青混合料配合比,通过车辙试验,小梁弯曲试验及冻融劈裂试验对温拌再生沥青混合料路用性能进行评价.结果 表明,温拌再生沥青混合料高温性能随RAP掺量增大而增大,低温性能随RAP掺量增大...     

用SHRP方法评价再生沥青性能

考虑到目前评价道路沥青的相关指标,如针入度、软化点、延度等的局限性,为了更好地反映再生沥青随荷载、时间和温度变化的流变学性质,应用战略公路研究计划(strategic highway research program,SHRP)方法对3种再生沥青的路用性能进行了评价,分别从高温稳定性、中温耐疲劳性和低温抗裂性3个方面进...