生物质油温拌石油沥青效果评价及机理分析

以节约能源、保护环境、改进温拌技术水平为目的,采用价格低廉、绿色环保的生物质油为温拌剂,对70#京博、70#伦特、90#伦特石油沥青进行温拌,通过旋转黏度实验及针入度、软化点、10℃延度等指标确定温拌效果最佳的生物质油及其最佳掺量范围;通过动态剪切流变实验和弯曲梁流变实验,评价最佳生物质油温拌石油沥青的高、低温流变性能;通过红外光谱实验,研究3种生物质油对石油沥青的作用机理;通过四组分分析方法,研究生物质油A、B、C降黏效果差异的原因.黏度实验结果表明,3种生物质油中,4％ 掺量的生物质油A能够使70#京博、70#伦特、90#伦特石油沥青的135℃黏度降低30％ 以上,降黏效果最佳,生物质油B、C降黏幅度达不到温拌剂要求的30％,效果较差;三大指标实验结果表明,生物质油A对3种石油沥青最佳掺量范围为2％ ～5％;流变性能实验结果表明,生物质油A提高了3种石油沥青的低温抗裂性能,降低了高温抗车辙性能;红外光谱结果表明,掺加生物质油A、B、C后的70#京博、70#伦特、90#伦特石油沥青,光谱图均未出现新的特征峰,因此3种生物质油与石油沥青混合过程为物理变化;四组分分析结果表明,生物质油A具有较高含量的饱和分,削弱了沥青胶团体系的引力场,增加了沥青胶团的分散度,从而导致沥青黏度降低,而生物质油B、C饱和分含量较低,分散胶团的能力差,降黏效果较差.     

新型温拌改性沥青流变性能研究

为降低沥青混合料施工过程中大量的能源消耗和废气排放,研发了新型温拌沥青改性剂,基于布洛克菲尔德旋转黏度试验,确定了温拌剂降黏特性。采用动态剪切流变试验(DSR)试验研究了温拌剂掺量、温度等因素对沥青流变性能的影响规律。结果表明:温拌剂掺量大于1%时,沥青黏度降低约80%,与SBS改性沥青相比,在64~70℃范围内时,温拌改性沥青抗车辙因子提高幅度为28.6%~71.4%,温拌剂的加入不仅降低了沥青黏度,而且改善了沥青高温性能。     

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.     

温拌沥青制备研究

当前，节源、环保已成为全社会关注的热点问题，同时也成为衡量一种应用技术成熟与否的关键指标因素。温拌沥青混合料技术在公路建设中的应用，不仅实现了资源成本的节约，环境也不受污染，是一项很有前景的新兴技术，值得研究。     

温拌再生沥青混合料的温度控制方法及路用性能

为解决温拌再生沥青混合料(WMRA)设计与施工过程中的温度控制问题,提出了掺入Sasobit的WMRA的拌和与成型温度、新集料加热温度的确定方法,对WMRA和热拌再生沥青混合料(HMRA)进行Marshall试验、浸水车辙试验、低温弯曲试验和水稳定性试验,对比分析WMRA和HMRA的空隙率(VV)和路用性能。研究结果表明:提出的方法能够准确计算WMRA的拌和温度、成型温度和新集料加热温度;当再生利用废旧沥青路面材料(RAP)掺配比例较小且降低13℃成型时,WMRA与HMRA具有接近的空隙率,说明Sasobit的降温幅度约为13℃,能提高RAP的掺配比例近10.3%;与HMRA相比,WMRA具有更优的高温稳定性,具有相近的低温弯曲应变、残留稳定度和冻融劈裂强度比;WMRA和HMRA高温稳定性和低温抗弯拉强度均随着RAP比例的提高而增加,而低温弯曲应变、残留稳定度和冻融劈裂强度比均随着RAP比例的提高而降低。     

温拌沥青应用技术研究探讨

温拌沥青混合料是一种新的高节能低排放型沥青路面材料，并具有较好的路用性能。阐述了当前国内外的温拌沥青混合料的发展现状，常用制备技术，性能特点，并分析了在我国的发展前景。     

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%.     

Sasobit对温拌橡胶沥青及沥青混合料高温性能影响

采用温拌添加剂Sasobit改性而成的温拌橡胶沥青是一种新材料,通过对不同Sasobit掺量下的温拌橡胶沥青进行常规性能、粘度性能以及混合料的高温性能试验,分析Sasobit对温拌橡胶沥青及其混合料高温性能的影响及其规律.试验结果表明:Sasobit的最佳掺量为3%,其降粘效果约为20℃.     

双效温拌剂对沥青混合料的拌合及路用性能影响研究

将自制的两款表面活性类型的温拌改性双效剂106T、GL-16-7分别对混合料的拌合降温效果及路用性能进行研究,以70#基质沥青及SBS改性沥青为对照组,分别比较了在AC-20型级配下不同106T掺量对沥青黏度、混合料的温拌效果及路用性能影响,再将国外Sasobit温拌剂作为对照组,比较了在SMA-8型级配下,分别以最佳...     

温拌沥青混合料水稳定性能改善措施

目的 研究分别添加Aspha-min、Sasobit和DAT温拌剂的3种温拌沥青混合料(WMA)水稳定性能,为解决温拌沥青混合料水稳定性不足提供参考。方法 对3种温拌沥青混合料的水稳定性能进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和动水冲刷试验,采用单轴贯入试验、低温劈裂试验对动水冲刷后的WMA试件水稳定性能进行评估。结果 3种WMA残留稳定度都可达到热拌沥青混合料(HMA)的技术水平,但冻融劈裂强度比降幅较大,尤其是添加Aspha-min后混合料的水稳定性较差;采用抗剥落剂和硅藻土对Aspha-min和Sasobit两种温拌剂进行复配后,两种温拌沥青混合料的水稳定性能都得到了显著改善;采用动水冲刷试验时WMA水稳定性能与残留稳定度结果较为一致。结论 在添加温拌剂后沥青混合料的水稳定性能会受到不利影响,在多雨地区尤其是多雨寒冷地区使用时可采用抗剥落剂或硅藻土进行改善。     

温拌无纤维SBS改性沥青SMA混合料的高温性能

温拌无纤维SMA混合料是一种绿色环保材料。通过析漏试验和车辙试验评价了温拌无纤维SBS改性沥青SMA混合料的力学性能。结果表明,温拌剂仅降低混合料的施工温度。在较低碾压温度下,无纤维的SMA混合料不会出现泛油现象。但是,在路面使用温度下,由于未添加纤维,混合料的高温抗变形性能较差。因此,与常规热拌添加纤维的SBS改性沥青SMA混合料相比,对于温拌无纤维SBS改性沥青SMA混合料,需要降低0.3%～0.5%的沥青用量,以提高混合料的高温抗变形性能。     

温拌橡胶沥青混合料施工温度的确定

利用温拌技术改善橡胶沥青的施工性能.通过测定温拌橡胶沥青的粘温曲线和混合料的体积指标,分析了施工温度对橡胶沥青及混合料性能的影响,从而确定了温拌橡胶沥青的施工温度.结果表明,添加温拌剂后,橡胶沥青混合料的施工温度可以降低30℃.     

基于正戊烷沥青质的温拌沥青老化动力性能

在不同老化温度和老化时间下,对温拌沥青、基质沥青进行了老化试验,测试了老化前后沥青中正戊烷沥青质含量,建立了以正戊烷沥青质含量为参数的老化动力学模型,计算了老化反应速率常数和老化反应活化能等参数,据此对比研究了温拌沥青与基质沥青的老化动力特性.研究结果表明:沥青老化遵循一级反应动力学方程,老化过程中正戊烷沥青质含量均随时间的延长和温度的升高而增大,而温拌沥青具有较低的反应速率常数和较高的反应活化能,因此抗老化性能更好.以正戊烷沥青质含量为参数的老化动力学方程,能够较好地区分温拌沥青与基质沥青老化过程的差异.     

温拌沥青在隧道路面工程中的应用

以京包高速公路德胜口隧道摊铺温拌沥青混合料路面施工为基础,根据隧道中热量散失少温度上升快的特点,按施工时达到的温度高低不同,划分为2种区域施工.对温拌沥青混合料在这2种区域内的施工工艺及如何改善隧道施工环境做了研究.     

沥青混合料单轴重复加卸载内部结构分析

利用可同步进行CT(ComputerizedTomograph)扫描的三轴仪,进行了沥青混合料单轴重复加、卸载实验。根据CT数和CT图像分析了加、卸载过程中,沥青混合料内部结构和密度的变化。计算了不同加、卸载阶段的损伤因子和结构系数。结果表明:加载初期损伤因子略有减小,属于压密阶段;随加、卸载的进行,损伤逐渐加大,而且试件内部损伤的演化、发展与试件空隙分布密切相关。     

基于流变性能的抗油蚀改性沥青高温特性

为有效评价抗油蚀改性沥青的高温特性,采用5％抗油蚀剂对佛山70#、佛山90#两种基质沥青进行改性,并对其抗油蚀性能进行评价.同时,基于流变性能对不同沥青进行高温性能研究,并对不同表征高温特性的指标进行相关性分析.结果表明,与基质沥青相比,抗油蚀改性沥青具有更小的油蚀度,抗油蚀性能优异;抗油蚀改性沥青的相位角δ、不可恢复蠕变柔量Jnr下降明显,复数剪切模量G*、车辙因子G*/sinδ及蠕变恢复率R显著增加,高温性能显著改善;与其他高温指标相比,G*/sinδ与Jnr相关性更好,G*/sinδ更具适用性和准确性.     

矿料级配对沥青混合料低温性能的影响

为了研究级配对沥青混合料低温性能的影响，探讨沥青混合料低温性能评价方法，借鉴SHRP和贝雷法级配初拟几种级配，对其低温性能进行了试验研究和比较，并推荐了低温性能好的级配。在分析沥青路面低温开裂机理和分析试验结果的基础上，提出了沥青混合料低温性能的合理评价方法，认为沥青混合料低温收缩性和低温柔性是反映沥青路面低温抗裂性能的2个方面，小的收缩性和高的低温柔性使沥青混合料具有较高的抗低温开裂的潜能；应综合收缩系数和低温破坏应变2个指标评价沥青混合料低温性能。     

橡胶粉-石油沥青交联机制及高温流变特性

为了研究橡胶粉-石油沥青的交联机制及橡胶粉改性沥青的高温流变性能,通过基本性能、动态剪切流变和傅里叶红外光谱试验对橡胶粉改性沥青材料的高温流变性能和两种材料之间的交联机制进行研究。研究结果表明：橡胶粉可有效改善基质沥青的高低温性能,基质沥青针入度值较橡胶粉改性沥青增大86.44%,软化点较橡胶粉改性沥青减小24.28%,橡胶粉改性沥青的5℃延度较基质沥青减小49.32%,同时橡胶粉改性沥青的复数模量和车辙因子显著高于基质沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青,相位角明显小于其他两种沥青。基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青和橡胶粉改性沥青具有相似的傅里叶红外光谱振动特征峰,但由于橡胶粉和沥青之间发生物理溶胀、化学降解和脱硫等作用导致橡胶粉改性沥青在特征位置的振动峰显著强于其他两种沥青。     

多聚磷酸和玄武岩纤维改性沥青高低温性能研究

为改善多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)改性沥青的低温性能,选取玄武岩纤维(basalt fibre,BF)作为改性剂,制备高低性能兼备的改性沥青.利用动态剪切流变试验(dynamic shear rheometer test,DSR)和弯曲梁流变试验(bent beam rheologi-ca...     

多聚磷酸改性沥青流变性能及改性机制研究

利用动态黏弹力学方法,在动态剪切流变仪上通过动态黏弹试验和稳态流动试验并结合Carreau模型研究多聚磷酸(PPA)对改性沥青流变性能的影响,通过胶体组分变化和红外谱图分析探究PPA对沥青的改性机制。结果表明:在试验频率范围内,PPA改性沥青的存储模量G′和损失模量G″随频率的增加而增大,PPA掺量越大沥青的弹性性质越明显,说明PPA可有效改善沥青的模量和高温抗车辙性能;相同频率下,G′明显小于G″且模量差值随PPA掺量的增大、温度的降低及频率的增大而呈现逐渐减小的趋势;PPA的掺加使沥青的临界剪切速率γc大幅度降低,且掺量越大γc越小,沥青对外部剪应力的敏感性变大;与基质沥青相比,随PPA掺量的增大,沥青胶体成分中轻组分含量减少,沥青质含量大幅增加,PPA改性沥青红外谱图中增加了1 026cm-1处的特征吸收峰(P—O单键和P O双键的伸缩振动峰),说明PPA对沥青的改性是通过发生化学反应进行的。