高黏改性玄武岩纤维开级配沥青混合料性能研究

为改善开级配沥青路面路用性能,选用HVA-H高黏剂及玄武岩矿物纤维对OGFC-13沥青混合料进行复合改性。并引入HVA型、SEBS型两种高黏剂作为对比,评价HVA-H高黏剂对SBS改性沥青及OGFC-13沥青混合料性能的改善效果。通过配合比设计,确定HVA-H、HVA、SEBS掺量均为8%,玄武岩纤维掺量均为0.4%时混合料的最佳油石比。通过对沥青混合料开展相关路用性能试验,评价三种高黏剂对OGFC-13沥青混合料性能的影响。结果表明:HVA-H型高黏剂对沥青的高低温性能改善效果最优,HVA-H高黏改性沥青对矿料的黏结能力最强;HVA-H高黏剂对OGFC-13沥青混合料高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损害能力的改善效果显著优于HVA型、SEBS型两种高黏剂。

RAP级配自动实时检测系统设计及仿真分析

为快速、准确检测沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement, RAP)的级配,提高RAP级配的检测效率并降低人工操作对检测结果的影响,将目前检测RAP性能常用的设备与方法相结合,提出了一种对RAP含水率、RAP的油石比及其级配一体化检测的方法。同时,针对目前RAP检测存在的问题,设计了新型的RAP级配自动检测设备,实现了RAP级配的自动实时检测。首先,根据RAP级配的检测功能要求设计了检测设备的整体结构。其次,建立了检测设备核心关键结构振动筛分部件的仿真模型,采用EDEM离散元仿真软件模拟了筛分全过程;仿真采用控制变量法对振动筛中的集料颗粒在不同筛面倾斜角、振动频率、振动方向角等参数的情况下进行对比分析。最后,以符合标准要求的最优筛分效率为目标对振动筛进行优化设计。结果表明:当振动筛倾斜角为3°、振幅为4 mm、振动频率为16 Hz、振动方向角为63°时,振动筛各层筛网的筛分效率均达到91%以上,能够满足实际需要。证明了RAP级配自动实时检测系统能实现RAP含水率、RAP的油石比、级配的检测,为实现智能再生拌合站的研发提供可能,同时该检测系统也可代替人工作为日常沥青混合料级配监测的新手段。

麦饭石和硝酸钾添加对石油污染土壤的生物修复作用

为研究麦饭石和硝酸钾对石油污染土壤的生物修复作用,本试验通过向石油污染土壤中投加麦饭石和硝酸钾,比较了两种修复剂对不同污染时长土壤中石油烃的去除作用和毒性抑制效果。结果表明:对于新污染土壤,施加硝酸钾和麦饭石修复110 d后,总石油烃(Total petroleum hydrocarbon,TPH)的去除率分别为12.03%和17.09%。其中,施加硝酸钾修复45 d时主要增强了土壤微生物的硝化潜力,修复后期(第46~110天)主要通过强化好氧反硝化作用实现对TPH的去除。对于陈旧性污染土壤,投加硝酸钾和麦饭石修复110 d后,TPH去除率分别为24.41%和22.07%,石油烃的去除主要发生在修复后期(第46~110天)。陈旧性污染土壤中添加硝酸钾提高了土壤微生物固氮和硝化潜力。麦饭石的添加对不同污染时长土壤中石油烃的去除主要通过吸附作用实现。蚯蚓急性毒性实验结果表明,麦饭石处理组蚯蚓7 d平均死亡率为35%,显著低于对照组的60%和硝酸钾处理组的100%死亡率,表明施入硝酸钾修复显著增强了土壤的生态毒性,施入麦饭石可降低石油污染土壤的生态毒性。研究表明,相比硝酸钾,麦饭石兼具石油烃去除和降低土壤生态毒性的作用,可作为一种优质修复剂处理石油污染土壤。

TLA/SBR改性AC-20C沥青混合料路用性能研究

为改善沥青路面在运营阶段高低温及水稳定性等路用性能,选用湖沥青TLA和丁苯橡胶SBR两种改性剂对道路石油沥青及AC-20C沥青混合料进行复合改性。通过针入度、软化点、延度、布氏旋转黏度试验评价TLA、SBR不同掺配组合方案对沥青性能的影响。在20%TLA+2%SBR、20%TLA+3%SBR、25%TLA+3%SBR2种改性剂优选掺配组合方案下,对沥青混合料进行相关室内试验评价。试验结果表明,TLA、SBR两种改性剂的掺入对道路石油沥青针入度、软化点、延度、布氏旋转黏度试验结果均有不同程度的影响;从高温抗车辙及抗水损害能力方面考虑,25%TLA+3%SBR+70#沥青混合料性能最优,从低温抗开裂方面考虑,20%TLA+3%SBR+70#沥青混合料性能最优。

矿渣砂-水镁石纤维AC-20C沥青混合料路用性能研究

为缓解矿料紧缺难题,选用矿渣砂等质量替代石灰岩机制砂,引入水镁石纤维来改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境。在原材料研究的基础上,评价矿渣砂和水镁石纤维共同应用到沥青混合料中的可行性;通过配合比设计,确定不同矿渣砂及水镁石纤维掺量下沥青混合料的最佳油石比;通过开展相关路用性能试验评价矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料的路用性能。试验结果表明,水镁石纤维能够改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境,增强沥青与矿料之间的粘附能力;随着矿渣砂掺量的增加,沥青混合料高温性能逐渐增强,低温及水稳定性能逐渐降低;水镁石纤维的掺入,矿渣砂沥青混合料相关路用性能均得到改善;为最大限度地利用矿渣砂,同时保证AC-20C沥青混合料的路用性能,推荐矿渣砂的掺量为20%,水镁石纤维掺量为0.3%。

矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料性能研究

选用等质量的水镁石纤维及矿渣砂替代石灰岩机制砂以制备矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料,并评价该混合料的高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损害等路用性能,及探究矿渣砂的合理掺量。在深入研究矿渣砂与水镁石纤维等原材料特性的基础上,进一步研究它们共同应用于沥青混合料中的技术可行性与潜在优势;通过配合比设计,确定不同矿渣砂及水镁石纤维掺量组合下混合料的最佳油石比;通过开展高低温及水稳定性等室内试验,评价矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料的路用性能。研究结果表明:不同时期生产的矿渣砂级配差距较大,使用时需先进行分档筛分再重组,以满足级配要求;矿渣砂不含有毒物质,不会对环境及人体身心健康造成危害;水镁石纤维能够改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境,增强沥青与矿料之间的黏附能力;矿渣砂的掺入,会降低沥青混合料高低温性能及水稳定性能,掺量越大,则降低幅度越大;水镁石纤维的掺入,能改善矿渣砂沥青混合料的路用性能,当矿渣砂掺量为20%,水镁石纤维掺量为0.4%时,沥青混合料的水稳定性能与常规AC-13C沥青混合料的相当,而其高低温性能则明显优于常规AC-13C沥青混合料的。因此,使用矿渣砂等质量替代石灰岩机制砂,并添加水镁石纤维制备沥青混合料具备可行性和实用价值。

AC-13C沥青混合料配比设计及性能试验研究

文中基于马歇尔试验的AC-13C设计方法和基于Superpave系统的Sup-13(即Superpave 13 mm)设计方法,对两种不同的沥青混合料配合比设计进行研究,对比各自的特点、优势以及适用性。研究表明,对于两种设计方法所得到的油石比设计指标来说,Superpave法的空隙率和毛体积相对密度表现较好,马歇尔法的矿料间隙率和沥青饱和度表现较好;对于沥青混合料的路用性能来说,Superpave法的高温和水稳定性更好,马歇尔法的低温性能更好。

不同RAP改性SMA-13再生路用材料的性能研究

为了改善SMA-13再生路用材料的路用性能,延长再生沥青路面的使用年限。通过对不同RAP掺量、不同纤维类型的SMA-13再生沥青开展相关路用性能研究,评价玄武岩纤维、木质素纤维对再生沥青混合料性能的影响。试验结果表明,再生剂掺量为6%时,再生沥青整体性能最优;随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料高温稳定性能逐渐改善,低温及水稳定性能逐渐降低,工程应用中应合理确定RAP掺量;玄武岩纤维再生沥青混合料路用性能均优于木质素纤维。

石英砂细度和掺量对G级油井水泥浆体系性能的影响

通常G级油井水泥石在高温环境下(≥110℃)易出现强度倒缩,可加入SiO2≥95%的石英砂作为高温强度衰退抑制剂。本文通过室内综合试验研究,测试了不同细度、掺量的石英砂对G级油井水泥石强度及浆体综合性能的影响,分析了水泥石的形貌结构和水化产物。结果表明:掺入30%~35%的石英砂(粒径80μm筛筛余10%~15%)可使其水泥石中高温水化产物的钙硅比降低至1.0,达到防止油井水泥石在高温下强度衰退的目的,但当温度由160℃升高至180℃时,水化产物雪硅钙石转化成硬硅钙石使其加砂油井水泥石强度降低,故可将160℃作为一个临界衰退点。以粒径80μm筛筛余10%~15%、掺量30%的加砂油井水泥为基准材料,与外加剂配伍设计了一套抗高温油井水泥浆体系配方,其水泥浆各项性能指标均能满足油田技术指标,可为后期抗高温水泥浆体系设计提供依据。

不同类型玄武岩纤维薄层罩面沥青混合料路用性能研究

[目的]常规薄层罩面沥青混合料性能存在不足,将玄武岩纤维掺入沥青混合料当中,以达到改善薄层罩面沥青混合料路用性能,延长其使用年限的效果。[方法]在玄武岩纤维掺量分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的基础上分别对AC-10C、SMA-10两种薄层罩面沥青混合料开展配合比设计及相关路用性能研究。[结果]当纤维掺量为0.4%时,AC-10C、SMA-10两种混合料高低温性能最优,动稳定度试验结果分别为4 769、5 498次/mm,贯入强度试验结果分别为0.92、1.17 MPa,弯曲破坏应变试验结果分别为3 418、3 578με;当纤维掺量为0.6%时,AC-10C、SMA-10两种混合料水稳定性能最优,残留稳定度试验结果分别为91.8%、94.6%,残留强度比试验结果分别为89.2%、89.4%。[结论]从高低温性能方面考虑,玄武岩纤维推荐掺量为0.4%;从水稳定性能方面考虑,玄武岩纤维推荐掺量为0.6%。

基于DIC技术的大粒径水工沥青混凝土断裂性能研究

在水工沥青混凝土中断裂主要以张开型(I型)为主,为研究不同油石比下大粒径水工沥青混凝土的断裂性能,通过预裂缝小梁弯曲试验,并基于数字图像相关(DIC)技术对试件从加载到破坏过程中的水平应变进行分析。结果表明:在试验范围内不同油石比对大粒径水工沥青混凝土的断裂性能影响并不显著。不同油石比下沥青混凝土的临界应力强度因子和J积分断裂韧度变化均不明显,利用DIC技术可以较好地反映出试件在断裂过程中的应变情况,为沥青混凝土的断裂性能提供量化依据。

浅谈渤海油田钻完井数据系统化智能化应用

渤海油田是中国海上最大油田,2021年起成功迈上全国第一大原油生产基地,目前已成为我国国内油气增产的主力军,是践行中海油能源报国的重要组成部分,渤海油田正在锚定世界一流目标全力推进渤海油田高质量发展之路上,数字化、智能化发展也是渤海油田高质量发展的必由之路,必须下大力气打通现有多系统数据孤岛达到一体化智能化应用要求,在数字化转型的浪潮下,钻完井也必须解决日益突出的系统性问题,在现有基础上搭建更为完善的数据应用平台,不断有效盘活数据资产,筑牢渤海油田长期健康高质量发展根基,助力渤海油田真正成为国民经济持续健康发展的“稳定器”、“压舱石”。

Stones深水油田开发项目案例研究及启示

Stones油田是世界上水深最深的独立开发油气田。其高温、高压、低渗等油藏特点为油田的开发带来了前所未有的挑战。研究总结了Stones油田开发概况、油藏特性及项目节点,梳理了油田所用的主要生产设施,分析了油田开发过程中的成功经验。研究成果可为深海油气田的开发提供借鉴和参考。

基于RAP全掺量下再生温拌沥青混合料路用性能研究

为实现资源的循环利用,降低高温作用对沥青的二次老化,引入N24型再生剂、A型合成蜡类温拌剂对RAP全掺量下再生温拌AC-16C沥青混合料展开研究.通过RAP原材料试验,确定RAP的矿料级配及油石比.在再生剂、温拌剂及再生温拌沥青等原材料研究的基础上制备再生温拌沥青,评价不同再生剂掺量下再生温拌沥青性能的改善情况,同时确定再生剂掺量为4%、温拌剂掺量为3%时沥青混合料的施工温度.通过对再生温拌沥青混合料开展高温抗车辙、抗水损害及低温抗开裂等试验,评价再生剂掺量对再生温拌沥青混合料路用性能的影响.结果表明,RAP中的粗集料发生了细化,但整体矿料级配与原矿料目标级配相当,无需对RAP进行级配调整;再生剂掺量为4%时,再生沥青性可能恢复到原道路石油沥青水平;3%温拌剂的掺入,沥青混合料拌和及压实成型温度分别降低30、40℃;再生剂掺量为4%时,再生温拌沥青混合料整体路用性能最优.

基于油石分离的再生集料颗粒形态多尺度变化

为研究废旧沥青混合料(recycle asphalt pavement,RAP)再生工艺对集料颗粒形态特征的影响,采用油石分离处置技术制备再生集料,建立考虑再生集料颗粒宏观-细观-微观的多尺度评价指标体系,结合三维扫描仪和集料图像测量系统测量新集料、未处置RAP和再生集料颗粒的球度、针片状指数、梯度棱角性和纹理指数等4个形态评价指标,对比分析3种集料颗粒的形态特征与多尺度变化规律。结果表明:相比于新集料颗粒和未处置RAP颗粒,再生集料颗粒的形态特征在宏观尺度上的指标参数变化不大,在微观-细观尺度上的指标变化较大,梯度棱角性平均减小12.5%,纹理指数平均增大14.0%,3种集料的4个形态指标均符合正态分布。相比于未处置RAP颗粒,再生集料颗粒的球度、梯度棱角性和纹理指数的标准差均明显变小,表明油石分离处置技术对改善再生集料颗粒的宏观-微观-细观形态特征的变异性有积极作用。对RAP进行高掺量再生利用时,应考虑再生集料颗粒的梯度棱角性和纹理指数与混合料路用性能的关联关系。

基于超薄层罩面技术的高粘沥青混合料性能及粘接力研究

为了探究超薄罩面层技术在实践应用方面研究的不足,解决沥青路面养护与维修的问题,对UTAC-7、Novachip-B及OGFC-7之3种超薄罩面层沥青混合料的路用性能展开研究。结果表明:3种沥青混合料动稳定度均不低于3000次/mm,Novachip-B沥青混合料动稳定度最优,低温环境下UTAC-7沥青混合料抗弯拉强度最大,且不同温度时UTAC-7沥青混合料弯曲破坏应变均最大;3种沥青混合料均表现出较好的水稳定性能,其中Novachip-B沥青混合料水稳定性能最优,OGFC-7沥青混合料抗滑能力最优;3种沥青混合料层间粘接强度随着乳化沥青撒布量的增加均呈现先升高后降低的趋势,乳化沥青撒布量相同时UTAC-7沥青混合料层间粘接强度均最优。

橡胶粉高粘改性排水沥青混合料性能研究

选用SBS及橡胶粉对基质沥青进行复合改性来制备高粘复合改性沥青,以弥补沥青路面因大孔隙路面结构特点带来的性能不足。在2种70^(#)基质沥青中分别掺入4.5%的SBS和0%、6%、8%、10%、12%、14%的橡胶粉制备橡胶复合改性沥青,并对复合改性沥青进行3大指标、60℃动力黏度、135℃布氏黏度试验得出,橡胶粉推荐掺量为10%~12%。对复合改性OGFC-13排水式沥青混合料开展配合比设计及高温性能、水稳定性能、析漏及分散性能研究得出,SBS掺量固定为4.5%,橡胶粉掺量为12%时,2种橡胶复合改性沥青混合料高温抗车辙能力、抗磨耗能力性能最优,橡胶粉掺量为10%时,2种橡胶复合改性沥青混合料抗水损害能力性能最优。

以石灰岩为粗骨料的PAC-16型排水沥青混合料配合比设计研究

排水沥青混合料粗集料多采用强度较高的玄武岩或辉绿岩,石灰岩应用较少。为研究石灰岩用作排水沥青混合料粗集料的可行性,文章在借鉴国内外研究成果的基础上,结合石灰岩粗集料技术性能,通过级配的选择和油石比的确定,开展析漏、稳定度等排水沥青混合料技术指标验证,观察并分析了关键参数对石灰岩排水沥青混合料路用性能的影响,并确定了适用于本研究的最佳配合比设计。最终通过试验段的铺筑和6年后的性能测试,验证了石灰岩可作为排水沥青路面粗骨料进行使用。

道路透水沥青混合料改性试验研究

为了有效解决城市热岛和内涝问题,配制了一种PAC-13透水沥青混合料,并利用消石灰和木质纤维对其进行改性试验。结果表明:PAC-13透水沥青混合料的最佳油石比为4.5%,在基本配合比下,空隙率可达25%,连通空隙率可达18.9%;随着消石灰掺量增大,PAC-13透水沥青混合料各项性能逐渐得到优化,消石灰对冻融劈裂强度比(水稳定性能)的改善效果最好,消石灰替代率每增加1%,冻融劈裂强度比将提升约2%;木质纤维对PAC-13透水沥青混合料也有一定的改良作用,但效果不及消石灰,木质纤维掺量不宜过高,当掺量过高时,需要根据析漏损失和飞散损失重新确定沥青混合料的最佳油石比。

高粘结冷态灌缝材料配合比对性能影响

研发了一种以乳化沥青和水泥为主要原料的高粘结冷态灌缝材料。研究了水灰比(W/C)、油石比(A/C)和砂灰比(S/C)对灌缝料性能的影响规律;确定出优化的高粘结冷态灌缝料配方。研究结果表明:W/C增大,灌缝料的流动性变好,可工作时间延长,但分离度变大,材料的均质性变差;A/C增大,流动性变差,可工作时间缩短,力学性能变差;S/C的选择应综合考虑可工作时间和力学性能。