Evaluation of modification effect of epoxy resin based on performance of asphalt mixtures

Based on the analysis of the main failures discovered in pavement on steel deck plate and the demanding service condition of the pavement on steel deck, high-temperature rutting test, low-temperature bending test and controlled stress flexural fatigue test are used to study the performance of asphalt mixtures modified by epoxy resin including high-temperature stability, low-temperature cracking-resistance, and fatigue cracking-resistance, which are served to evaluate the modification effect of epoxy resin of different contents. With the addition of epoxy resin, all the three performances are improved greatly. However, when the amount of epoxy resin added is over a certain value, the modification effect will be stable with no extra benefit detected. Finally, in terms of the properties of the three respects, 20%, 30%, 30% are given separately as the proposal adding contents.

废旧塑料在沥青道路工程中的应用进展

将废旧塑料应用于沥青道路工程既可以改善路用性能,又可以促进废旧资源的高效利用和环境保护。概述了废旧塑料物理及化学回收产物在沥青道路工程中的应用情况,介绍了废旧塑料对沥青及其混合料的改性机理及影响因素。通过对研究成果进行总结归纳,梳理了废旧塑料对沥青及沥青混合料高温、低温、抗老化和疲劳性能的改善作用,分析了目前存在的问题,并展望了未来沥青道路工程用废旧塑料的研究方向。

高掺量环氧改性温拌再生技术在G327线中的应用

通过系统研究提出了高掺量环氧改性温拌再生沥青混合料ERAC-20用于G327线替代常规AC-20改性沥青下面层的试验路结构方案,设计了其沥青混合料目标与生产配合比矿料组成比例及级配曲线,确定了最佳油石比、环氧改性材料掺量及70#基质沥青掺量,验证了路用性能满足技术要求,提出了高掺量环氧改性温拌再生沥青下面层施工工艺与关键控制要点,实现了沥青面层回收料(RAP)的高价值、高性能和高掺量利用,其沥青混合料中的铣刨料掺量高达50%和70%,极大节约了沥青、碎石和燃油资源,显著降低了碳排放,具有良好的经济社会和绿色环保效益。

增强型硫磺胶结料机理及混合料结构力学分析

为了提升Thiopave改性沥青混合料的水稳定性和低温性能,先加入双戊烯(dipentene,DIP)和硫磺,在高温条件下搅拌均匀。再加入丙烯酸异辛酯(ethylhexyl acrylate,EHA),继续高温搅拌。加热温度控制在140℃左右,将高速剪切搅拌机的转速缓慢提升至1500 r/min,持续反应4 h之后,冷却至室温,对Thiopave进行预处理,并对其改性机理、混合料路用性能和力学性能进行全面分析。研究结果表明:添加DIP和EHA后,硫磺分子链变长,硫磺胶结料的表面能和极性分量增加;与Thiopave改性沥青混合料相比,增强型硫磺改性沥青混合料的高温性能略有降低,而水稳定性和低温性能显著提高;与未改性沥青混合料路面相比,增强型硫磺改性沥青混合料路面的面层竖向总变形和变形贡献率均大幅下降。掺入1.0%DIP和0.5%EHA为最佳组合,能够明显改善增强型硫磺改性沥青混合料的路用性能和力学性能。

复合橡胶沥青的性能影响因素分析

为进一步推进公路建设绿色发展,缓解废旧轮胎带来的环境压力,促进废旧轮胎胶粉改性沥青的推广应用,梳理了废胶粉改性沥青及其沥青混合料的相关研究成果,以橡胶粉、活化剂、芳烃油等多种材料,以不同的制备工艺和改变胶粉、改性剂掺量制备得到复合橡胶沥青,并进行了相关的沥青性能试验。通过不同发育时间的橡胶沥青性能,本着性能要求和节约能源的角度,确定了发育时间为0.5 h;活化剂掺量越多,对性能的影响越大,为了保证一定的延展性和弹性恢复率,建议活化剂掺量为0.7%;不同胶粉掺量对橡胶沥青的性能存在一定程度的影响,对比不同的指标,推荐胶粉掺量为18%。为了增加橡胶粉与基质沥青的相容性,可以适当地添加芳烃油,试验表明:芳烃油的添加可促进胶粉与沥青相容,降低黏度,有利于橡胶沥青混合料的制备。

SBS改性高硫沥青及其混合料老化性能试验

为研究高硫沥青组分对沥青混合料老化性能的影响,将高硫沥青与两种非高硫普通沥青做老化对比试验,选择福建省本地花岗岩作为粗细集料制备SBS改性高硫沥青混合料和两种SBS改性非高硫普通沥青混合料,改性沥青混合料结构为AC-16C,用贝雷法验证混合料矿料级配,对三种品牌改性沥青混合料进行短期老化和长期老化试验。结果表明:高硫沥青饱和分与沥青质含量较高;高硫基质沥青和SBS改性高硫沥青经薄膜烘箱加热老化后,都会出现针入度下降、软化点增加、延度减小和黏度增大等变化趋势,并且SBS改性剂的添加使高硫沥青的温度敏感性降低;老化试验后,SBS改性高硫沥青混合料具有较高的浸水马歇尔残留稳定度和残留冻融劈裂强度比,具有较好的抗老化性能。

高聚物复合改性高模量沥青的流变性能与改性机理

基于复合改性技术制备了SBS-PE和CR-PPA两种高聚物复合改性高模量沥青。利用流变学试验评价了二者的高温、低温和抗疲劳性能,并与常见PR、XT-2高模量改性沥青的流变性能进行了对比。借助傅里叶变换红外光谱仪和荧光显微镜观测分析了所研发的高聚物复合改性高模量沥青的改性机理。结果表明,SBS-PE高模量沥青的高温性能分级达到了PG70V,与PR高模量沥青相当,说明其具备优良的抗永久变形性能。相较于PR和XT-2高模量沥青,CR-PPA高模量沥青的低温性能和抗疲劳性能最佳。微观试验结果显示,SBS-PE高模量沥青的改性过程为物理改性,而CR-PPA高模量沥青的红外谱图上生成了新的混合吸收峰,表明该改性过程为化学改性。

高黏改性沥青研究进展

高黏改性沥青因具有黏度高、耐老化等优异的路用性能,被广泛应用于桥面铺装层、多孔沥青路面等对结合料性能要求较高的沥青混合料中。高黏改性沥青种类繁多,不同类型高黏改性沥青黏度等性能差异较大,适用场景不同。综述了不同种类高黏改性沥青的国内外研究现状,论述了不同类型高黏改性沥青的改性与增黏机理,综合比较了改性剂种类、掺量等因素对高黏沥青黏度、软化点和流变性能等关键性能的影响。最后总结了高黏改性沥青的应用场景,展望了高黏改性沥青未来研发趋势,对高性能沥青混合料铺装层路用性能的提升具有重要意义。

SBS/PU复合改性沥青混合料性能试验研究

【目的】研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer,SBS)与聚氨酯(polyurethane,PU)复合改性沥青混合料的路用性能。【方法】采用2.0%SBS与不同掺量(4.0%、6.0%、8.0%)的PU制备复合改性沥青,并使用这种改性沥青制备密级配沥青混合料AC-13,通过开展马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲蠕变试验评价沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂、水稳定性,同时制备4.0%SBS改性沥青混合料和6.0%PU改性沥青混合料作为对照组。【结果】SBS/PU复合改性沥青混合料能够满足沥青路面的路用性能要求。其中,2.0%SBS+6.0%PU复合改性沥青混合料的动稳定度较基质沥青混合料、4.0%SBS改性沥青混合料、6.0%PU改性沥青混合料的分别提升144%、19%、52%,SBS/PU复合改性沥青混合料的高温稳定性较对照组有所提升,水稳定性与对照组相当,低温性能的改善效果不明显。【结论】综合考虑改性效果和经济性,SBS/PU复合改性沥青混合料的最佳掺量为2.0%SBS+6.0%PU。

钢渣集料表面改性及其在沥青混凝土中的应用

钢渣用作集料制备沥青混凝土是处理冶炼废弃物和弥补天然集料不足的很好选择,但是钢渣掺量过高会引起沥青混凝土路用性能下降。本研究采用有机硅树脂表面改性技术对钢渣进行处理,研究不同钢渣掺量下沥青混凝土高温、低温及水稳定性变化。通过车辙试验、小梁低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对路用性能进行测试。结果表明,钢渣的掺入对沥青混凝土高温性能有所提高,但钢渣掺量超过60%时开始下降。水稳定性和低温性能随钢渣掺量的增加而下降,但在钢渣集料表面经改性处理后,水稳定性得到显著提高,高温性能也有所改善。根据主要路用性能指标变化情况及规范要求,建议将钢渣掺量控制在60%,对于水稳定要求较高的路面采用有机硅树脂对钢渣进行改性处理。

热塑性树脂改性高黏沥青的流变性能评价

排水路面是建设海绵城市和促进可持续发展的有效方法之一。为制备适用于排水沥青路面的高黏改性沥青,采用主要成分为热塑性树脂和热塑性弹性体的树脂类高黏改性剂对两种基础沥青进行改性,选择常用的TAFPACK-Super改性剂作为对照组对比分析,并分别通过剪切法和直投法制备高黏沥青来评价改性工艺的影响。分别采用频率扫描、多应力重复蠕变和弯曲梁流变试验对热塑性树脂改性高黏沥青的黏弹性、高温稳定性和低温抗裂性进行了评价,分析了改性剂种类、掺量和工艺等因素对其流变性能的影响规律,通过傅里叶红外光谱试验阐述了改性剂对沥青的增黏机理。结果表明:热塑性树脂改性高黏沥青的各项路用性能随着改性剂掺量的增加而不断提升。采用70^(#)普通沥青和SBS改性沥青作为基质沥青,树脂改性剂掺量分别为沥青质量的13%和9%时,可以满足排水沥青路面的技术要求。与常用的TPS改性高黏沥青相比,热塑性树脂改性高黏沥青具有更好的低温抗裂能力、相近的高温抗变形能力和较差的温度敏感性。采用直投法的改性效率略低于剪切法,表现为其高温抗变形能力和低温抗裂能力略差,因此,在采用直投法制备高黏沥青时应适当提高改性剂掺量。树脂改性剂的加入与沥青产生了物理共混增黏作用,采用直投工艺可以避免在高温下进行沥青剪切而引起的热氧老化问题。本研究为高黏改性沥青在路面工程领域的开发和应用提供了有价值的参考。

路面养护用聚氨酯改性沥青材料研究进展

聚氨酯是路用领域的一种新型材料,为了深入分析聚氨酯在路用领域的性能,本文重点综述了聚氨酯改性沥青材料在改善车辙和抗疲劳方面的应用性能,如高低温性能、抗老化性能、自愈性能和粘结性能等,并分析工艺条件如水分含量、聚氨酯掺量等对材料性能的影响;对我国聚氨酯路面养护材料的研究进行了总结,归纳了环氧/聚氨酯改性沥青作为路面修补材料的应用现状;阐述了聚氨酯沥青材料在我国产业化的不足和原因,提出了有效控制聚氨酯发泡时间、降低复合材料的制备成本、从微观角度增强聚氨酯和沥青的相容性是未来的重点研究方向。

SBS改性沥青混凝土路面施工技术研究

为研究SBS改性沥青混凝土路面施工技术,论文结合实际工程提出一种SBS聚酯纤维复合改性技术,详细介绍了SBS聚酯纤维复合改性沥青混合料原材料的各项指标要求,并优化级配设计,重点对SBS聚酯纤维复合改性沥青混合料施工工艺进行研究,并对施工质量进行检测。

钢渣SMA改性沥青混凝土路面应用与管控研究

介绍钢渣SMA改性沥青混凝土的钢渣沥青混凝土矿料配合比修正方法以及各项技术指标,阐述钢渣路面工程施工项目的管控研究内容,研究表明:提高对钢渣SMA改性沥青混凝土路面的总体认识,做好现场调查,充分研判项目重点、难点、风险点,针对性地提出切实可行的解决方案,在项目工地试验室引入试验检测数字化集中管控平台实行数字化管理,可以达到良好的应用效果。

多聚磷酸/天然胶乳(PPA/NRL)复合改性沥青流变特性

为提高天然胶乳(Natural Rubber Latex,NRL)改性沥青的高温性能,基于多聚磷酸(Polyphosphoric Acid,PPA)的协同增效机制,制备了不同PPA掺量的PPA/NRL复合改性沥青,分析了改性沥青的黏弹特性、高温性能、低温性能、疲劳性能以及施工和易性。一方面,利用动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪进行温度扫描、时间扫描、频率扫描以及蠕变劲度测试,分析复数剪切模量G^(*)、相位角δ和车辙因子G^(*)/sinδ随温度及时间的变化规律,以复数剪切模量下降至初始值的50%时对应的加载次数表征PPA/NRL复合改性沥青的疲劳性能,以m值与蠕变劲度S的比值表征PPA/NRL复合改性沥青低温性能。另一方面,利用布氏黏度计测试PPA/NRL复合改性沥青的黏度,评价其施工和易性。试验结果显示:随着PPA掺量的增加,PPA/NRL复合改性沥青的车辙因子值升高,意味着沥青高温性能提升;车辙因子对数值与温度的线性关系证明了PPA掺量增加也有助于改善PPA/NRL复合改性沥青的感温性能。此外,随着PPA掺量的增加,PPA/NRL复合改性沥青的疲劳寿命逐渐延长;PPA的掺入会降低PPA/NRL复合改性沥青的低温性能;PPA/NRL复合改性沥青的黏度随PPA掺量的增加而增大,为了保证其施工和易性,PPA掺量不宜超过1.1%。研究表明,采用多聚磷酸作为天然胶乳的复配材料是实现天然胶乳路用的有效途径,仅需较小的掺量即可使改性沥青获得较优的路用性能。

光催化降解尾气环保型路面研究综述

基于汽车尾气路面净化技术,简要介绍了催化材料的光催化机理及选用原则,系统梳理光催化剂改性技术,然后研究了光催化尾气降解规律,最后介绍了国内外的工程应用实例,显示出光催化尾气降解路面的应用前景。

废旧聚乙烯/废旧聚丙烯/废硫渣复合改性剂含量对改性沥青性能的影响

通过双螺杆挤出造粒技术,用废旧聚乙烯/废旧聚丙烯/废硫渣(RPE/RPP/SP,质量比6/4/0.7)原材料制备了沥青改性剂(SPM)。研究了不同含量SPM对AH-70改性沥青针入度、延度、软化点、黏度、低温抗裂及流变性能的影响,并从红外光谱及微观形貌角度进行验证。分析结果表明:SPM显著改善了AH-70沥青的高温性能,一定含量的SPM对改性沥青低温性能有积极作用。本研究为SPM改性剂在交通建设中的应用提供理论依据。

玻璃纤维路用反射降温涂层性能优化实证研究

为了提高路面反射降温涂层的耐磨性能,本研究以玻璃纤维为反射功能材料制备涂层,研究了纤维含量、纤维表面改性对涂层反射率、弯曲强度与磨损率等指标的影响。测试发现,当玻璃纤维含量为20%时,涂层的反射率均值可达63.4%,有效磨耗区内涂料的磨损率比纯树脂基体降低了10.9%;涂层的弯曲强度随玻璃纤维含量增加呈现先增加后减小的趋势,当玻璃纤维含量为16%时,涂层的弯曲强度达到最大,均值为33.5MPa。以硅烷偶联剂KH-560对玻璃纤维表面改性后,相同玻璃纤维含量(20%)的涂层的反射率增加11.9%,弯曲强度增加4.34MPa,有效磨耗区内涂料的磨损率降低12.1%,表面改性进一步增强了路用涂层的综合性能。研究表明,选择合适的功能材料并对其进行优化,是提升路用反射降温涂层耐磨性的有效技术措施。

道路沥青的硫化反应

用化学分析与仪器分析（１Ｈ－ＮＭＲ，ＸＰＳ与凝胶色谱）相结合的方法探讨了道路沥青与元素硫之间的反应行为以及改质后沥青中硫的存在形式．结果显示硫与沥青的反应一是硫与沥青分子交联，生成分子量大的含硫基团组分，并显著改善沥青的塑性、延展性以及亲水性；二是硫与沥青的反应主要发生在侧链α碳原子位置上，随反应温度的升高也夺取β，γ侧链碳原子上的氢．硫与沥青反应使沥青中胶质含量下降，沥青质增加，重均与数均分子量增加．ＸＰＳ测定发现沥青原料中的Ｓ原子以噻吩与亚砜结构形态存在，硫化反应后Ｓ主要以元素硫和结合硫形态存在．

沥青硫化改性生成的硫化物类型及其反应机理

采用X射线光电子能谱(XPS)、凝胶色谱和氢核磁共振技术(1H-NMR)并结合电位滴定等方法,对基质沥青和硫化沥青中主要的硫化物类型进行了定性定量分析,并探究了沥青硫化交联反应机理。结果表明:基质沥青中的主要硫化物是亚砜,沥青硫化的主要产物是二硫化物和亚砜,硫主要取代沥青中β位上的氢。