旧SBS类沥青路面胶结料性状分析及老化等级评定

基于实际工程选取10种SBS改性沥青路面铣刨料,抽提回收得到旧沥青胶结料,通过环球软化点、布氏黏度、延度、针入度、动态剪切流变和简支梁弯曲蠕变等试验,对旧沥青胶结料进行了性状分析与老化分级.结果表明:沥青路面的使用年限是影响沥青老化的主要因素,铣刨料结构层沥青类型及性质影响旧料的老化试验结果;相对于软化点、延度、蠕变劲度,135℃黏度、疲劳设计温度、25℃针入度可更好地区分各类旧沥青路面胶结料的老化程度;采用135℃黏度、25℃针入度2个指标将旧沥青路面胶结料划分为6个等级,相对于现行规范采用单一针入度指标分级更为合理.     

SBS改性沥青胶结料的老化与再生研究

对SBS改性沥青混合料分别进行短期热氧、长期热氧和长期紫外老化后,分离出老化SBS改性沥青胶结料,采用反应型再生剂对其进行再生,研究了不同老化方式对SBS改性沥青胶结料物理性能的影响和反应型再生剂对老化沥青胶结料性能的恢复效果。结果表明:短期热氧老化降低了SBS改性沥青的软化点、针入度、延度和粘度,长期热氧老化和紫外老化则使SBS改性沥青的软化点和粘度增大,针入度和延度减小;反应型再生剂可显著提高老化SBS改性沥青的针入度和延度,降低其软化点和粘度,可较好地恢复老化SBS改性沥青的性能。荧光显微镜分析表明反应型再生剂较好地恢复了SBS在沥青中的交联网络结构。     

SBR改性沥青老化动力性能

目的通过研究SBR改性沥青的老化动力性能,进一步探讨在动力因素的影响下沥青和骨料的黏附性.方法通过旋转薄膜烘箱试验,研究SBR改性沥青和基质沥青在不同老化温度、老化时间下的软化点变化规律,并以软化点为参数建立了SBR改性沥青老化动力学模型,以此研究SBR改性沥青的老化动力性能.结果与基质沥青相比,SBR改性沥青在150℃、163℃、180℃三个老化温度下的老化反应速率常数分别降低了26.8%、51.9%、21.4%;SBR改性沥青的反应活化能达到48.863 kJ·mol^-1,比基质沥青提高了13.1%.结论以软化点为参数建立的沥青老化动力学方程能够较好的反映沥青的老化过程,SBR改性沥青比基质沥青具有较好的抗老化性能.     

AH-90及PG70-28改性沥青老化性能研究

对AH-90基质沥青及PG70-28改性沥青分别进行了室内旋转薄膜烘箱老化、压力老化及室外光氧老化试验,采用针入度、针入度指数、延度、软化点等指标分析考察了室内热氧老化对沥青高温稳定性、低温开裂性及温度敏感性能的影响。结果表明:老化降低了沥青的低温抗裂性能,改善了沥青的抗高温变形性能和对温度的敏感性,改性沥青的抗老化性能明显优于基质沥青。采用粘温指数法、老化指数法分别考察了光氧老化及热氧老化沥青的感温性能和抗老化性能。结果表明,粘温指数法和针入度指数法具有较好的相关性,总辐射能为10.5 kJ/cm2的室外紫外光照射对沥青感温性能和路用性能的影响比PAV老化严重,在内蒙古强紫外线地区沥青路面设计时需充分考虑光老化带来的危害。     

影响环氧化SBS改性沥青性能的若干因素

采用环氧化SBS改性镇海沥青,对改性沥青的针入度、软化点、延伸度和粘度进行了试验,分析了影响环氧化SBS改性沥青性能的主要因素.试验结果表明：环氧化SBS的环氧基质量分数、加入量以及反应时间等因素影响改性沥青的性能.     

有机蒙脱土/SBS改性沥青的制备与性能研究

采用熔融插层法制备了有机蒙脱土(OMMT)/SBS改性沥青,利用XRD和荧光显微镜表征了OMMT/SBS改性沥青的微观结构,研究了OMMT对SBS改性沥青物理性能和老化性能的影响。结果表明:OMMT与SBS改性沥青形成了剥离型纳米复合结构,并且OMMT可起到交联中心的作用,有利于SBS交联网络在沥青中的形成;OMMT可有效提高SBS改性沥青的粘度和软化点。与SBS改性沥青相比,在PAV老化后,OMMT/SBS改性沥青粘度增加率小、残留针入度比高,表现出优良的耐老化性能。     

热拌沥青混合料低温施工机理

选用不同含量的添加剂ADZ、ADW、ADS分别加入SBS改性沥青和基质沥青中,测试其在110℃、120℃、135℃下的粘度和软化点.测定粘度,是为了探索低温施工的机理,不同含量添加剂的加入使沥青的粘度降低,从而实现沥青混凝土在较低温度下的施工.测定软化点,主要是评估添加剂的加入在实现降低摊铺或碾压温度的情况下是否会影响其路用高温性能.试验结果表明:3种添加剂均能在一定程度上降低基质沥青和SBS改性沥青的粘度.其中,在温度较低(120℃和110℃)时,ADW和ADS对SBS改性沥青、基质沥青的降粘效果较ADZ明显.基质沥青的软化点随着3种添加剂掺量的增加而增加.3种添加剂含量较低时,SBS改性沥青的软化点反而减小.     

废橡胶粉对SBS改性沥青的老化性能影响研究

在SBS改性沥青中加入糠醛抽出油溶胀后的活化废橡胶粉制备SBS/胶粉复配改性沥青,并对其热老化前后的软化点、针入度、延度等性能进行测试,表明在SBS改性沥青中加入胶粉并不影响改性沥青的热老化性能,而且对改性沥青的耐热老化性能还有一定程度的提高.对几组复合改性沥青的紫外线老化试验也表明加入废橡胶粉能够提高改性沥青的抗紫外老化性能.     

SBS改性效果对基质沥青的依赖关系

SBS加入沥青后可以改善沥青的使用性能,SBS对基质沥青的改性效果与基质沥青的组成和性质有直接关系。首先以沙中减渣调合得到的沥青为基质沥青,加入不同量的SBS,考察了SBS对改性后沥青各个指标的影响,发现SBS可以使沥青针入度降低,软化点升高,低温延度(5℃)增加,抗老化性能增强,并从机理上对其进行了阐述。同时又以4种不同减渣经调和制得符合GB/T15180-94标准的AH-110的沥青为基质沥青,以胶体不稳定指数Ic为参数讨论了加入相同量SBS对不同基质沥青的改性效果,发现Ic越小,针入度、软化点、低温延度(5℃)、粘度(60℃)的变化程度越大。同时发现基质沥青的老化指数越高,SBS对其抗老化性能改善越显著。     

废橡胶粉对SBS改性沥青的老化性能影响研究

在SBS改性沥青中加入糠醛抽出油溶胀后的活化废橡胶粉制备SBS／胶粉复配改性沥青,并对其热老化前后的软化点、针入度、延度等性能进行测试,表明在SBS改性沥青中加入胶粉并不影响改性沥青的热老化性能,而且对改性沥青的耐热老化性能还有一定程度的提高．对几组复合改性沥青的紫外线老化试验也表明加入废橡胶粉能够提高改性沥青的抗紫外老化性能．     

沙特沥青老化动力学研究

研究了用沙特减渣调配出的两种高等级道路沥青,在老化过程中正戊烷沥青质的变化及针入度、软化点、延度等指标的变化。并根据正戊烷沥青质的变化,进行了沥青老化动力学研究,计算得到了有关动力学参数,得出了动力学方程,计算值与试验数据相吻合,初步揭示了沥青组成与其抗老化性能之间的关系。结果表明,高等级道路沥青老化属于一级动力学反应。与AH-90相比AH-70沥青具有较高的反应活化能,反应速度常数较小,具有较低的老化速率和较好的抗老化性能。同时,老化过程中,沥青针入度、软化点及延度的变化进一步证明了所得动力学模型是可靠的。     

老化前后沥青与沥青混合料指标相关性分析

为分析老化前后沥青与沥青混合料指标相关性，开展了相应室内试验研究：在不同老化阶段进行沥青针入度、延度、软化点试验；在中、低温条件下，对不同老化时期AC-13沥青混合料进行半圆弯拉试验，分析混合料力学强度、弹性模量、断裂能演化规律；将老化前后沥青三大指标与沥青混合料力学指标进行相关性回归分析。试验结果表明，老化初期对混合料强度、弹性模量影响较大，且老化对弹性模量影响较为敏感；混合料对低温断裂能作用明显，中温断裂能显著高于低温断裂能；混合料老化前后的强度、弹性模量与沥青三大指标具有较高线性相关性，针入度可对中低温下混合料力学性能进行预测。     

基于神经网络的沥青路面实际老化预测系统的研究

在实验室测定沥青短期老化数据基础上,利用MATLAB建立BP神经网络系统,通过沥青路面实际老化数据调查与处理,用国内几个地区不同使用年限的沥青路面实际老化25 ℃针入度数据训练,预测得到寒区沥青路面不同使用年限的沥青25 ℃针入度等沥青路面实际老化数据,为建立沥青模拟老化与实际老化的关系提供理论依据。     

非线性微分动力学模型的沥青老化行为

为了研究沥青的老化行为及抗老化性能,将沥青进行旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）和60℃烘箱老化试验,并从不同使用年限的路面回收老化的沥青,采用非线性微分动力学模型对不同老化方式的沥青粘度进行拟合,根据模型参数讨论了沥青在不同老化条件下的性质变化和老化速率,并分析了老化机理的差异。结果表明,非线性微分模型可以有效地模拟沥青室内和野外老化进程,模型参数L和r可以实现对老化状态和老化速率的量化。不同老化温度下,沥青都有其对应的极限老化状态。RTFOT老化与野外老化的极限老化程度约为60℃烘箱老化的4～5倍,RTFOT老化6h与野外老化6a的老化效果接近,延时的RTFOT老化方法可以模拟实际路面沥青的长期老化。     

橡胶沥青水老化试验研究

沥青路面的长期使用过程中,水是影响沥青老化的主要因素之一。为研究水老化作用方式及水量对橡胶沥青老化性能的影响,本文以橡胶沥青和TOR橡胶沥青两种材料为例,通过改变水作用阶段和用水量试验研究不同水老化方式对橡胶沥青老化后软化点、粘度、疲劳因子、蠕变劲度、蠕变速率的影响。试验结果表明：选择在压力老化前三分之一时间（400min）进行加水压力老化试验,后三分之二时间进行无水压力老化试验的水老化作用方式最具可行性;对比无水压力老化试验和加水压力老化试验可知,水的存在促进了橡胶沥青的热氧老化;随水量的增加,TOR橡胶沥青的高温稳定性能降低,抗疲劳开裂能力和低温性能降低,沥青老化加剧。     

Road performances of mesoporous nano-silica modified asphalt binders

The objective of this paper was to find new modifier to improve the aging resistance and low temperature cracking resistance of asphalt. To investigate the aging resistance of modified asphalt binders, mesoporous nano-silica(doping Ti~(4+)) was used as a asphalt modifier. Some physical properties including penetration, ductility, and softening point of asphalt were analyzed with RTFO(Rotating thin film oven) aging and ultraviolet aging. Moreover, the performances of high and low temperature of modified asphalt binders with pressure aging were tested by dynamic shear rheometer(DSR) test and bending beam rheometer(BBR) test. These results showed that the penetration decreased, low temperature ductility, and softening point increased when adding mesoporous nano-silica to base asphalt. After ultraviolet radiation aging, the penetration loss and ductility loss of modified asphalt decreased than that of original asphalt, the increase of softening point was also significantly reduced than that of base asphalt. Furthermore, The test results of DSR and BBR showed that the G*sinδ and creep modulus‘s' of pressure aged asphalt decreased, but the creep rate ‘m' increased. It can be concluded that the aging resistance and cracking resistance of modified asphalt are improved by adding mesoporous nano-silica, especially the doping of Ti~(4+) could improve the aging resistance obviously.     

不同废食用油对回收沥青物理性能的影响

研究探讨了3种废食用植物油和1种未使用过的新油对回收沥青的再生效果,将其以与回收沥青的质量比分别为4%、6%、8%、10%、12%掺入回收沥青中,通过高速剪切搅拌方法制备再生沥青,并对再生沥青进行针入度、软化点、延度、黏度及动态剪切流变试验。试验结果表明:不同废食用油的掺入增大了沥青的针入度和延度,降低了沥青的软化点和黏度,同时使沥青的复合剪切模量下降,相位角增大。不同废食用油对回收沥青各项基本物理性能的改善效果不同,对动态流变性能的影响较为相似。当废食用油与回收沥青的质量比为8%和10%时,4种再生沥青的物理性能与基质沥青性能相近。     

沥青紫外光老化特性及机理探讨

为了研究沥青紫外光老化行为及机理,采用两种沥青进行室内模拟光老化试验.通过对沥青不同老化时间的黏度和延度时比分析,研究了沥青紫外光老化的高低温性能衰变行为,并采用组分试验、胶体结构以及红外光谱(IR)分析,探讨了其微观变化及老化机理.结果表明,紫外光老化主要发生在沥青表面,导致沥青的低温性能大幅衰减.对高温性能的影响相对较小;沥青中的芳香分和胶质对紫外光较为敏感.容易发生光氧化反应生成沥青质,胶体不稳定指数和相对羰基指数均不断增大,沥青性能不断劣化.