生物质油替代路用石油沥青的适用性研究

文章采用4类生物质油和6种常用石油沥青为原料制备生物沥青,基于三大指标试验、动态剪切流变(DSR)试验、弯曲梁流变(BBR)试验和红外光谱(FTIR)试验,分析不同生物质油在不同掺量下得到的生物沥青短期老化前后的针入度、软化点、延度变化以及对石油沥青高温性能、低温性能的影响,探究生物质油对6种石油沥青的适用性、合理替代范围以及生物沥青改性机理。研究表明:4类生物质油中,松木类和稻壳类生物质油替代路用石油沥青的适用性较好;随着生物质油掺量的增加,生物沥青针入度增大、软化点和延度降低,短期老化后,针入度和延度降低,软化点升高;随着松木类和稻壳类生物质油的替换,生物沥青高温性能较石油沥青有所降低,但降低程度较小,高温性能仍与石油沥青相近;生物沥青低温性能较石油沥青优劣程度不同,但两种生物质油的替换均能提高伦特70#沥青的低温性能,且两类生物质油与石油沥青共混过程主要为物理变化。松木类生物质油和稻壳类生物质油对6种石油沥青的推荐替代掺量均为10%~20%。

膨润土纳米材料改性沥青的可行性及路用性能研究

为研究膨润土纳米材料在道路沥青中的应用可行性,采用无机膨润土和有机膨润土制备了纳米材料改性沥青,并做了沥青的常规试验及储存稳定性试验。结果表明膨润土对基质沥青的高温性能有较好的改善作用,表现为针入度降低、软化点升高,但对低温性能有一定的负面影响;储存稳定性表明了无机膨润土具有亲水性和疏油性,而有机膨润土具有较强的疏水性和亲油性,且有机膨润土与沥青的相容性较好。

纳米材料复合改性沥青性能研究

为较大幅度提高沥青高低温性能和疲劳寿命,向基质沥青中添加纳米石墨烯微片(GNPs)和橡胶粉外掺剂,通过高速剪切机制备石墨烯微片/橡胶粉复合改性沥青,利用针入度试验、软化点试验及延度试验,分析GNPs和橡胶粉的不同掺量对基质沥青改性的影响规律,通过系统的室内试验,确定GNPs/橡胶粉复合改性沥青的最佳复合掺量,改善沥青的高低温抗永久变形能力,提高道路使用寿命。研究结果表明:橡胶粉掺量为18%时,针入度呈下降趋势,GNPs掺量为0.05%时,针入度数值达到最低;GNPs掺量为0.05%时,软化点达到峰值;在橡胶粉掺量18%、GNPs掺量为0.03%~0.05%时,延度增长的幅度最大。因此,本试验得到的橡胶粉与GNPs最佳掺量分别为18%与0.05%,此时复合改性沥青性能达到最优。