基于表面能理论的老化温拌SBS改性沥青结合料的粘附性

在SBS改性沥青中添加Sasobit与Evotherm温拌剂制备得到温拌沥青,对3种SBS改性沥青进行旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)与压力老化(PAV),采用接触角法检测了老化前后温拌SBS改性沥青与蒸馏水、甘油和甲酰胺等3种液体的接触角,探讨了短期老化与长期老化对温拌SBS改性沥青接触角的影响。基于表面自由能理论,得到了温拌SBS改性沥青的表面能及其色散分量和极性分量,研究了老化对温拌SBS改性沥青表面能的影响。结果表明:随着老化程度的加强,温拌SBS改性沥青与水的接触角逐渐增大,疏水性变化明显;原样与Evotherm温拌SBS改性沥青的总表面自由能及其分量均随着老化程度的加强呈降低趋势,其在短期老化阶段的表面自由能下降较为严重;经长期老化,Sasobit温拌SBS改性沥青的极性分量有增大趋势。     

紫外线对温拌沥青混合料粘附性能的影响

采用原子力显微镜(AFM)获取紫外线老化(UV)条件下温拌沥青的纳观粘附力,研究了UV条件对微观参数的影响规律,探讨了UV对温拌沥青混合料冻融劈裂强度比、残留稳定度比和冻断温度的影响,建立了宏观技术指标与纳观粘附力的关系,验证了粘附性能表征方法用于UV下温拌沥青粘附性能评价的合理性。研究结果表明：随UV时间的延长粘附力逐渐衰减,而氧气则加剧了温拌沥青的UV,降低了温拌沥青的粘附力;UV时间在0～150 h内时,温拌沥青冻融劈裂强度比和残留稳定度比下降迅速,冻段温度则迅速上升,延长老化时间至200 h时逐渐趋于平衡;纳观粘附力与宏观的混合料指标(冻融劈裂强度比、残留稳定度比、冻断温度)具有良好的线性相关,可以从微观层面反应温拌沥青混合料粘附性能的变化规律。     

表面活性剂对温拌胶粉改性沥青高低温性能的影响

为了研究表面活性剂(SYDK)对胶粉改性沥青(CR)高低温流变性能的影响,对添加不同SYDK掺量(0.4%,0.6%,0.8%)的60目胶粉改性沥青和混合目胶粉改性沥青进行动态剪切流变实验(DSR)和小梁弯曲蠕变劲度实验(BBR)。结果表明:SYDK的添加改善了胶粉改性沥青的高温性能,对混合目胶粉改性沥青高温性能的改善更显著,且SYDK掺量为0.6%的混合目胶粉改性沥青高温性能最佳。添加SYDK后,60目胶粉改性沥青应力松弛能力有所提高,低温性能有所改善,而混合目胶粉改性沥青的低温抗裂性变差,其中0.6%的SYDK掺量对其低温性能影响最小。综合考虑高低温性能指标,建议表面活性剂SYDK掺量选择0.6%。     

沥青-集料粘附性评价方法研究进展

沥青与集料胶浆界面是沥青混合料最薄弱的地方,会直接影响其结构强度、水稳性、疲劳性等主要性能,从而制约沥青路面的服役寿命。水稳性是长期以来制约沥青路面性能的棘手问题,沥青-集料间的界面粘附是解决水稳性的关键所在。但是,因为混合料本身组成和界面粘附机理的复杂性,所以至今没有一种普遍认同的标准试验方法来测试沥青与集料的粘附性。本文从定性和定量两个角度详细总结沥青与集料粘附性评价方法的研究现状,并对比分析了各评价方法的优缺点及适用条件,以及提出了各种方法存在的问题,为后期新的评价方法的提出和新材料的选用提供参考。     

基于表面自由能理论研究改性沥青-集料复合材料黏附性能

基于表面自由能理论,首先测定不同沥青、集料与已知试剂的接触角,然后通过相关公式计算得到沥青-集料复合材料的黏附功、剥落功及水稳定性指标ER,并分析老化前后沥青-集料复合材料的黏附性变化。研究结果表明:沥青-集料复合材料的黏附过程和剥落过程均对外放热且自发进行;同种沥青不同集料的复合材料黏附性和抵抗水损害能力排序为沥青-石灰岩沥青-玄武岩沥青-花岗岩,不同沥青同种集料复合材料黏附性强弱和抵抗水损害能力排序为复合改性沥青(CM)-集料胶粉改性沥青(CRM)-集料苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青(SBSM)-集料复合材料;老化后沥青-集料复合材料的黏附性能和抵抗水损害能力均呈现下降趋势,且压力老化(PAV)比旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)更为明显,但老化过程并未改变沥青与集料间的配伍性;对三种改性沥青的SEM图像进行分析,发现老化后沥青与集料界面黏结特性发生变化,导致沥青-集料复合材料黏附能力下降。     

基于表面能理论研究盐冻循环对沥青-矿料界面粘附性的影响

根据表面能理论,采用接触角测量法测定盐冻循环前后苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）、废胎胶粉（CR）和复合胶粉（CCR）3种聚合物改性沥青、石灰岩、玄武岩和花岗岩的表面自由能参数,分别计算出盐冻循环前后沥青-矿料系统的粘附功和剥落功,从而确定盐冻循环对沥青-矿料系统粘附和剥落特性的影响。结果表明:盐冻循环前后,沥青与矿料的粘附过程以及水侵入沥青-矿料界面的剥落过程的比表面自由能变化均为负值,说明沥青与矿料的粘附过程和剥落过程均自发进行;随着盐冻循环次数和盐浓度的增加,沥青-矿料系统粘附功逐渐减小,剥落功逐渐增大,粘附性和抗水损害能力逐渐减弱;当沥青种类相同时,沥青与石灰岩的粘附功最大,剥落功最小,沥青与花岗岩的粘附功最小,剥落功最大;当矿料种类相同时,CCR改性沥青与矿料的粘附功最大,剥落功最小,SBS改性沥青与矿料的粘附功最小,剥落功最大。      

基于分数阶黏弹性模型的温拌改性沥青低温性能

基于分数阶黏弹性模型,通过低温弯曲梁流变试验（BBR）分析RH和Evotherm温拌剂对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青低温性能的影响。结果表明：利用BBR试验数据拟合出的分数阶黏弹性模型参数可较好地预估温拌改性沥青的蠕变柔量和蠕变速率; RH温拌剂可以提高SBS改性沥青的阻尼比和耗散能比,但Evotherm温拌剂在低于-18℃时不能够提高;因7种沥青按照阻尼比和耗散能比排序相同,故也可以将阻尼比作为温拌改性沥青低温性能的一种评价指标; RH可以改善沥青的蠕变柔量,提高黏性流动柔量,且掺量越高改善效果越好,但不能提高黏弹性比,故不能用黏弹性比评价温拌SBS改性沥青的低温性能,而Evotherm温拌剂的规律性不强;两种温拌剂都在低于-24℃时对SBS改性沥青的低温性能改善不佳。     

基于温拌沥青性能的不同温拌剂效能评价

为研究不同温拌剂对沥青性能的影响,促进温拌沥青技术的推广应用,选择Sasobit、Aspha-min、ZYF三种温拌剂和SK90#沥青、SBS改性沥青,通过针入度、软化点、延度试验、旋转黏度试验、动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验系统地研究不同温拌剂对沥青性能的影响,并根据沥青指标的变化确定ZYF温拌剂的合理掺量。结果表明:Sasobit和Aspha-min可以改善沥青的高温性能,但对低温性能不利;ZYF温拌剂略微降低沥青的高温性能,但能显著改善其低温性能;Sasobit和ZYF温拌剂可显著降低沥青的高温粘度,Aspha-min温拌沥青的粘度略微增大;ZYF温拌剂的合理掺量为沥青用量的4%。     

温拌胶粉改性沥青混合料的动态模量

为研究温拌沥青混合料中橡胶粉目数及温拌剂对胶粉改性沥青混合料动态力学性能的影响,本实验利用UTM-100试验设备对温拌前、后不同目数的胶粉改性沥青混合料在5 ℃、20 ℃、35 ℃、50 ℃下进行单轴压缩动态模量试验。结果表明:当频率从0.1 Hz增加到25 Hz,胶粉改性沥青混合料的动态模量不断增大,而不同温度下动态模量的增量也各不相同。当温度从50 ℃降低到5 ℃,胶粉改性沥青混合料的动态模量表现为前一阶段增加快后一阶段增加慢的特点。温拌后胶粉改性沥青混合料的动态模量在中、低温区(5～35 ℃)时减小,高温(50 ℃)时增大;相位角在较低温度(5 ℃)时随频率的增大而减小,在高温(50 ℃)时随频率的增大而增加,在中间温度区(20～35 ℃)相位角则是先增大后减小;温拌后胶粉改性沥青混合料的相位角总体表现为较低温度(5 ℃)时相位角增大,较高温度(50 ℃)时相位角减小的现象。进一步得到的车辙性能指标E*/sinδ同样表明:温拌后会提高胶粉改性沥青混合料在高温时的抗车辙性能,且温拌混合目胶粉改性沥青混合料的高温性能优于温拌60目胶粉改性沥青混合料。最后依据时温等效原理得到了动态模量主曲线,并在此基础上结合移位因子全面地描述了材料的动态黏弹特性。     

水性环氧树脂对SBR改性乳化沥青与集料黏附性的影响

在SBR改性乳化沥青与集料中以不同掺量及掺加方式添加两种交联程度不同的水性环氧树脂(W-1、W-2),并引入表面能理论进行SBR改性乳化沥青与集料黏附性能研究.结果表明:水性环氧树脂(WER)能够通过增加胶结料表面酸性力和集料表面碱性力进而改善二者的黏附性能,随着WER掺量增加,混合料水稳定性评价指标(ER)呈先增大后...     

老化SBS改性沥青二次改性再生工艺及机理研究

为研究老化SBS改性沥青的二次改性再生效果,比较不同工艺对再生效果的影响,首先通过常规试验、SHRP试验选择恰当的SBS改性沥青老化模拟方式,然后对添加SBS改性剂、新沥青进行再生的3种工艺展开研究,并借助红外光谱试验分析不同掺加顺序对老化SBS改性沥青再生效果的影响,确定了改性剂及新、旧沥青的最佳比例和最佳工艺。结果表明:采用RTFOT试验进行老化模拟更加方便、科学,RTFOT试验5h获得的改性沥青指标与服务年龄为7年的SBS改性沥青一致;SBS改性剂、新沥青添加顺序与老化沥青再生效果关系密切,先将SBS改性剂和新沥青混合制备改性沥青,再将改性沥青与老化沥青混合的工艺可使再生沥青性能最佳,其中SBS最佳掺量为4%,新、旧沥青质量比为2。     

道路常用温拌改性剂现状与路用性能评价

针对工程使用温拌剂时缺乏明确的参考依据,系统调查了国内外温拌剂应用状况,确定温拌改性技术主要分类以及目前常用温拌剂种类,全面评价了Sasobit、Aspha-min、Evotherm与EC120等4种常用温拌剂对沥青混合料高温性能、低温性能以及水稳定性等路用性能的影响。结果表明:几种温拌剂的降温效果均可达到30℃,Sasobit和EC120温拌剂对沥青混合料高温稳定性均有不同幅度提高,最大提高幅度在30%以上,4种温拌剂对沥青混合料低温性能略有影响,对水稳定性的影响均不大。     

膨化硝铵固体表面自由能的计算及分析

文章通过用双认系法对膨化铵的固体表面接触角进行测定,在此基础上,应用计算模型计算其固体表面自由能,对其分析可得到表面改性较好的表面活性剂及用量,并在一定程度上揭示了膨化硝铵的表面特征。     

表面施胶剂对油墨附着力的影响探究

通过使用不同的造纸施胶剂对无孔承印物进行涂布,使用IGT印刷适性仪对已涂布承印物模拟上墨,根据划格法和图像处理技术,使用QEA PLAS II准确地测量涂层-油墨附着力大小。研究结果表明,表面施胶剂的表面自由能、化学极性以及内聚力密度对涂层-油墨附着力有一定的影响。同时,得到了这几种常用施胶剂与油墨附着力的相对大小,从而为选取油墨附着力优良的施胶剂和开发新型施胶剂提供方法。     

Experimental investigation on preparation and performance of clear asphalt

Abstract

Coloured micro-surfacing technology has become increasingly popular in pavement construction because of its economic benefit and ability to accept traffic quickly. The main goal of this study was to produce a clear asphalt with superior performance that can be easily emulsified. Two types of resin that are easy to emulsify and one kind of extract oil were used to synthesise the clear asphalt. The clear asphalt was mixed with a styrene butadiene styrene (SBS) modifier at different proportions using a mechanical agitator. The physical properties of the samples were determined via conventional bitumen tests and the optimum formula was obtained by changing the mixture ratio through orthogonal experimentation. The thin-film oven test evaluated the ageing property of the clear asphalt. The surface energy components corresponding to the advancing process and the receding process were determined using the Wilhelmy plate method. The surface free energy (SFE) of the aggregates was measured with a gravimetric sorption analyser. The adhesive bond energies between asphalt samples and aggregates were calculated using their SFE components to evaluate their properties of fracture and healing. Results show that depending on the amount and type of resin added, different synthetic clear asphalts can be obtained. Further, the clear asphalt mixed with SBS is capable of synthesising better properties at high or low temperature. The clear asphalt with aggregates had fracture and healing properties similar to common base asphalt.     

麦秆表面自由能及其分量研究

连续跟踪不同处理麦秆表面接触角随时间的变化值,确定用于计算表面自由能的接触角数据,依据Young方程及Owens-Wendt-Kaelble法,求解不同处理麦秆表面自由能及其极性和非极性分量(色散力分量)。结果表明,未经处理麦秆外表面自由能为37.20 mJ/m2,其非极性分量占84.11%,内表面自由能高达51.54 mJ/m2,其非极性分量占50.50%。经1%的NaOH溶液95℃和85℃热处理,麦秆外表面自由能由37.20 mJ/m2增至51.72 mJ/m2和44.21 mJ/m2,其极性分量增加了377.58%和229.13%。经180℃和160℃热处理,麦秆外表面自由能变化不显著,但其极性分量显著增加,非极性分量显著降低。     

基于CATIA V5自由曲面测量采点方法研究与软件开发

提出了三种自由曲面布点规则,分别是参网格法、 UV 等分法、等参截面法,并以 CATIA V5为平台,应用VC#工具,开发了一套专用数据提取软件,生成可供CMM直接使用的文件格式。实验证明,该软件是高效可靠的。