聚氨酯与稀释沥青相互作用的分子动力学模拟

为从分子尺度深入了解聚氨酯与稀释沥青的相互作用,采用Materials Studio软件,分别构建沥青、聚氨酯、聚氨酯-稀释沥青共混模型,并验证模型准确性。基于分子动力学模拟,开展温度和聚氨酯掺量对稀释沥青内聚能密度、溶解度参数、相互作用能、力学性能的影响研究。结果表明:建立的沥青和聚氨酯分子模型较合理,能够表征沥青和聚氨酯真实特性;随着温度的升高,稀释沥青和稀释沥青-聚氨酯共混体系的内聚能密度均呈下降趋势;在[-10℃,100℃]范围内,聚氨酯添加物能够降低稀释沥青的内聚能密度,不同温度下降低幅度平均为15%;在60℃时,稀释沥青与聚氨酯的溶解度参数δ差值最小,各总相互作用能和范德华势能最大,体系最稳定;聚氨酯能够提高稀释沥青的力学参数,并且力学参数与聚氨酯的掺量呈正相关关系。研究对树脂改性冷补沥青混合料具有参考价值。

溶剂型冷补沥青混合料路用性能研究

基于相似相溶原理和溶剂挥发性筛选出3种有机溶剂,与线型SBS改性剂、SK70#A级沥青制得自制溶剂型冷补沥青,采用单纯形重心设计法确定各组份最佳组成水平,通过旋转黏度、黏附性、储存稳定性、挥发性指标评价其性能。依据经验公式法与纸迹法确定冷补料油石比,早期强度优选其成型与养生工艺,对比考察自制型与a型、ZY型、乳化型3种冷补料路用性能差异。结果表明,沥青冷补液固含量65%、稀释剂35%、线型SBS掺量3%时上下旋转黏度差值为968 MPa·s、3 d挥发量为7.3%、黏附性达到水煮法5级,冷补液性能最佳;LB级配冷补料最佳油石比为4.5%,二次击实、60℃养生成型早期强度达到9.53 kN且2 d内强度形成,内掺1%水泥改良级配后冷补料早期强度显著提升至13.44 kN,表明内掺水泥可有效提高溶剂型冷补料早期强度;自制型冷补料相较于a型、ZY型溶剂型冷补料具有更优异的路用性能,且残留稳定度达到95%,优于乳化型冷补料,同时也克服了常规溶剂型冷补料早期强度形成慢、耐久性差等不足。

生物基环氧冷补沥青液开发与混合料性能研究

采用环氧大豆油(ESO)作为反应型稀释剂,制备生物基环氧冷补沥青液(BECPAL),开发一种高性能的路面坑槽快速修复材料。首先,通过拉伸试验优化环氧大豆油、环氧树脂与固化剂的比例;其次,进行拉伸试验和黏度试验,以确定BECPAL中基质沥青、生物基环氧体系与稀释剂之间的比例;此外,还使用荧光显微镜观察了BECPAL固化过程中微观形貌的变化;最后,对生物基环氧冷补沥青混合料(BECPMA)的路用性能进行评价,并与热拌沥青混合料(HMA)和普通溶剂型冷补沥青混合料(CPMA)进行对比。结果表明,BECPAL的容留时间可达60 min,ESO可以减少传统稀释剂和环氧树脂的用量;BECPMA具有强度高、固化速度快的特点,常温养生2 h即可达到11.59 kN;相较于HMA和CPMA,BECPMA表现出优异的高温性能,低温性能和水稳定性也有所提升。BECPMA可用于路面坑槽的快速修补。

冷补植物沥青混合料制备及应用

采用植物沥青替代石油沥青制备冷补植物沥青混合料,计算了不同油石比下冷补植物沥青混合料的贯入度(高温下)、低温弯拉强度、渗水系数及冻融劈裂抗拉强度比,得出最佳油石比。采用油石比6.5%制备冷补植物沥青混合料,对寒区无砟轨道防水保护层粉化进行整治,并检测其整治效果。结果表明:随着油石比增大,冷补植物沥青混合料的贯入度逐渐增加但增幅不大,低温弯拉强度先增大后减小,渗水系数逐渐减小,冻融劈裂抗拉强度比逐渐增大;油石比为6.5%时,冷补植物沥青混合料高温抗变形、低温抗开裂、防渗及水稳定性的综合性能最佳;整治后,沥青混合料防水保护层平整密实,横向和纵向排水坡度满足要求,排水通畅。冷补植物沥青混合料具有良好应用效果。

高原地区道路冷补沥青修复材料性能研究与应用

通过对冷补沥青修复材料的工作机理进行分析,选择2种沥青冷补剂进行室内配合比设计,将确定的冷补沥青修复材料在高原环境下实际应用,经现场铺筑试验和修复效果检测并与室内试验进行对比,提出了高原地区冷补沥青修复材料的适用要求和范围,在此基础上优化了冷补沥青修复材料的设计方法,为其在高原地区使用提供了科学依据。

溶剂型冷补沥青黏度特性研究

采用单一变量法分别研究了稀释剂类型、试验温度、恒温时长、稀释剂掺量和添加剂掺量对冷补沥青黏度特性的影响规律,借助黏度和黏附性试验优化冷补沥青配比。试验结果表明,不同类型的稀释剂对冷补沥青黏度的影响有所不同。选用航空煤油作为冷补沥青稀释剂,有效改善了冷补沥青的初始强度与黏附性;冷补沥青的黏度随温度的升高而下降,以柴油为稀释剂的冷补沥青流动所需的能量壁垒较高,且冷补沥青的黏度随恒温时长的增加呈线性增长;科宁冷补添加剂有效提高了冷补沥青混合料的施工和易性,极大地改善了冷补沥青与集料之间的黏附性能,加快了混合料初期强度的形成。

寒区冷补沥青液的制备及优化设计

目的 研究寒区冷补沥青液的制备,解决寒区沥青路面坑槽病害难以快速、高质量修补的问题。方法 采用3#航空煤油、100#溶剂油作为稀释剂,单组分湿固化添加剂、单组分树脂类添加剂以及抗剥落剂LB-6176作为添加剂,制备适合寒区使用的冷补沥青液;采用正交试验对冷补液的配方进行优化,提出寒区冷补液性能建议技术要求。结果 冷补液黏度受到稀释剂和添加剂掺量的影响程度最大,抗剥落剂和添加剂决定了黏附性和1~3d内挥发性的好坏,流动性能随添加剂掺量的增加而降低,且影响趋势相似。结论 冷补液的配比为:沥青100%(外掺质量分数),稀释剂40%,添加剂12%,抗剥落剂0.2%;建议冷补液常温表观黏度不超过20 Pa·s、黏附性等级不小于4级、流动时间小于180 s、1 d的损失率不小于0.7%、3 d损失率不小于1.0%。

溶剂型冷补沥青制备及其黏附性能评价

为制备高性能沥青路面修补材料,研制了9种不同配比的冷补沥青。测量冷补沥青的接触角并通过表面自由能理论计算内聚功、黏附功、剥落功和能量比,结合定量的黏附性测试手段对理论计算的结果进行验证。结果表明,60℃旋转黏度、改进水煮法、光电比色法以及黏结强度测试所得最佳配比与表面自由能计算所得一致,且3种黏附性测试方法所反映的结果无显著差异。冷补沥青最佳配合比为m(沥青)∶m(柴油)∶m(SBS)∶m(增黏树脂)∶m(抗剥落剂)=100∶30∶3∶5∶0.5,可直接采用光电比色法和接触角测试相结合或黏结强度测试与接触角测试相结合的方法量化评价其黏附性。

冷拌环氧沥青的制备与性能研究

针对沥青路面冷补料存在初期强度低、养护时间长的问题,制备了一种快速固化的冷拌环氧沥青冷补液。首先通过单因素法,对环氧树脂、固化剂与相容剂进行黏度、拉伸性能、干燥时间、固化时间及相容性等性能测试,筛选出能快速固化且相容性良好的环氧树脂ER-3、固化剂GH-1及相容剂XR-1为原材料。进一步通过正交实验探讨了环氧树脂、固化剂及相容剂对冷拌环氧沥青性能的影响,优化配方。结果表明,相容剂掺量是影响冷拌环氧沥青黏度的主要因素,随着相容剂掺量的增加,黏度先增大后减小;环氧树脂对冷拌环氧沥青裹附率及拉伸性能影响较大,随着环氧树脂掺量的增加,裹附率与拉伸强度均有不同程度的增加;基质沥青、ER-3、GH-1及XR-1最佳掺配比例为1∶1.8∶1.2∶0.3,制得冷补液黏度增长至3 Pa·s的时间为66 min,常温下固化时间为16 h,满足施工时间要求;冷补液裹附率95%,拉伸强度2.11 MPa,拉拔强度1.20 MPa,说明具有良好的水稳定性与力学性能。

溶剂型冷补沥青研制及其混合料性能评价方法

为弥补溶剂型冷补沥青混合料性能评价方法上存在的不足,并对其进一步研究,首先采用正交试验自行研制一种溶剂型冷补沥青,然后分析冷补料不同的制备工艺,提出并优化冷补料的性能评价方法,最后将自研的冷补沥青拌制成冷补料,与市场在售的3种冷补料进行性能对比并验证。研究结果表明:冷补料最佳制备工艺为将集料、冷补沥青及拌锅均加热至60℃后再拌和;自研冷补沥青拌制成的冷补料低温施工和易性优良、初始强度高、抗水损害能力强。提出的评价方法能够较好地评价冷补料的路用性能。同时完善冷补料的性能评价体系,能够较好地指导其试验设计和施工。

沥青路面坑槽冷补材料研究进展

坑槽是沥青路面最为常见的早期病害形式,需及时发现与修复,否则其在交通载荷和环境因素耦合作用下发展迅速,严重威胁行车安全、缩短道路使用寿命。本文简要介绍了坑槽冷补工艺的技术优势,详细综述了近年来我国在沥青路面坑槽冷补材料方面的研究进展,并展望了坑槽冷补材料的发展方向。

沥青路面坑槽冷补料及界面黏结料研究综述

为进一步促进沥青路面坑槽修补材料在道路工程领域中的发展和应用,综合当前研究成果对坑槽冷补填料和坑槽界面黏结料展开了全面的分析。首先对溶剂型冷补料、乳化型冷补料和反应型冷补料的改性剂类型、强度形成机理和性能指标等进行论述,并针对改性乳化沥青的制备方式和性能改善方面进行综合分析;其次对热熔型黏结材料、冷涂型黏结材料和热固型黏结材料的材料类型及性能评价方法进行综述,并从微观角度对材料固化机理进行总结。结果表明:溶剂型冷补料应用较少,乳化型冷补料具有较好的高温性能和水稳定性,反应型冷补料具有良好的高温性能和强度特性,但造价高;热熔型黏结料强度高、弹性恢复力好,但高温稳定性不足,冷涂型黏结料生产方便,但储存稳定性差,热固型黏结料黏结强度大,高温稳定性好,但造价高。

异氰酸酯改性沥青冷补料的制备与性能研究

采用异氰酸酯、稀释沥青制备异氰酸酯改性液料,并配合集料制备异氰酸酯改性沥青冷补料,利用交联反应提高冷补料的性能。实验结果表明,改性液料表现出良好的短期储存稳定性;通过调节PM-200和PPU-1102异氰酸酯的用量,可以有效调控体系黏度及反应活性,从而调节冷补料的力学性能及耐水损性能。当改性液料中稀释沥青占比为50%,PM-200和PPU-1102占比分别为10%、40%时,6%液料用量的冷补料马歇尔稳定度达到24.8 kN,残留稳定度达到86.1%,其性能与热拌沥青接近。现场应用表明,与传统冷补料相比,异氰酸酯改性沥青冷补料具有更加优异的耐久性。

水性环氧乳化沥青胶结料性能试验研究

为了研究一种冷补料用水性环氧乳化沥青新型胶结料,采用环氧树脂增韧改性和固化剂侧基增韧改性的方法,通过掺配试验优选得到胶结料配方。试验结果表明:拌和后树脂固化产物具有较高的强度及较大的断裂伸长率,固化时间也比较理想,所拌制的冷补料路用性能能够满足规范要求,可以作为冷补料的胶结料使用。

复合改性剂对沥青路面快速修复用冷补液影响研究

以SBR胶乳和液态C5石油树脂为改性剂,制备改性沥青,再以柴油稀释改性沥青,掺入少量的抗剥落剂,制得沥青路面快速修补用冷补液。在SBR占沥青质量分数3%的条件下,考察石油树脂掺量0~8%相应改性沥青的常规指标,确定出石油树脂的适宜掺量范围为4%~6%,并通过冷补液的黏度、相应冷补料的强度以及改性沥青的车辙因子等指标对石油树脂掺量进行了验证。

冷补沥青混合料性能评价及技术要求

针对冷补沥青混合料技术应用中存在的施工和易性和路用耐久性的矛盾,参考国内外相关资料和研究成果,制定了粘附性试验、贯入试验、粘聚性试验、修正马歇尔试验4个评价方法.变化隔离剂的掺量,选择3种添加剂和2种矿料级配,配制了若干种冷补料并进行了试验.分析试验结果,指出冷补料性能评价应兼顾施工性能和马歇尔强度,重视粘聚性能和水稳定性,据此提出了冷补沥青混合料的评价指标和技术要求.

冷补沥青混合料的制备及其性能分析

为提供一种全天候路面坑槽修补材料,采用多种矿质黏土和3种稀释剂制备冷补沥青混合料.通过标准马歇尔试验、浸水马歇尔试验、低温和易性试验、冻融劈裂试验和车辙试验等室内试验,系统地研究了冷补沥青混合料的路用性能.结果表明,稀释剂对冷补沥青混合料的马歇尔强度和低温和易性具有一定影响.加入重油可以提高混合料的马歇尔强度,但是重油的加入量过多则会影响混合料的低温和易性,因此,将柴油-重油作为最佳稀释剂.矿质黏土制备的冷补沥青混合料路用性能良好,马歇尔强度不小于4.43 k N,残留稳定度不小于85%,冻融劈裂强度比大于80%,动稳定度大于907.781次/mm.矿质黏土改性沥青的过程仅为物理混合过程,加入矿质黏土后沥青表面呈现不规则波状结构.

水性环氧-乳化沥青及其混合料性能研究

针对目前冷补沥青混合料存在的黏结性较差、初期强度较低、耐久性不足等问题,采用水性环氧树脂对乳化沥青进行改性,并结合室内试验,对水性环氧改性乳化沥青及其混合料的路用性能进行研究:分析不同水性环氧掺量下乳化沥青的黏度、力学性能、流变性能,并确定水性环氧掺量;确定混合料的设计参数及最佳乳液用量,并测试混合料的高温、低温、水稳定性能。研究表明:水性环氧树脂掺量大于20%时,能显著提高乳化沥青的黏度、黏结强度、高温性能以及耐久性能;相比于同等条件下于的热拌沥青混合料,水性环氧-乳化沥青混合料具有较高的热稳定性、水稳定性,但低温抗弯拉应变较小,抗裂性较差。

抗冻型冷补沥青混合料优化设计及性能研究

为了应对云贵川等地山区凝冰灾害对路面造成的损伤，针对当前冷补沥青混合料抗冻性能较差的问题，采用2种沥青、2种稀释剂、2种添加剂配制冷补沥青，然后测试与冷补沥青混合料抗冻性能相关的性能指标，确定抗冻型冷补沥青混合料的配方．依据云贵川等地山区的气候特点，研究了-5～5℃冻融循环下冷补沥青混合料的抗冻性能．结果表明：以SBS改性沥青掺制的冷补沥青混合料初始马歇尔稳定度、黏聚性较以基质沥青掺制的冷补沥青混合料优异，即SBS改性沥青较适合作为冷补沥青的基体材料；随煤油掺量（质量分数）和添加剂外掺掺量（质量分数）的增加，冷补沥青的黏度显著下降，冷补沥青混合料初始马歇尔稳定度和黏聚性变差．推荐冷补沥青混合料的配方为：SBS改性沥青70％（质量分数）、煤油30％、添加剂外掺2％，集料级配采用AC一13中值．在此配比条件下，冷补沥青混合料抗冻性能优异．

溶剂型冷补沥青液研制及其沥青混合料路用性能研究

为研究冷补沥青混合料的路用性能和评价方法,弥补现行冷补料评价方法的不足,先采用正交试验设计法确定自行研制的溶剂型冷补沥青液的组成比例;然后分析提出冷补料的性能评价试验方法,并采用该法对新型冷补料和同类产品进行性能比较,最后进行工程验证。研究结果表明:研制的新型溶剂型冷补沥青混合料具有初始及成型强度高,黏聚性、水稳定性、高温稳定性好,低温及常温易拌合等优点;且提出的性能评价方法和技术要求能较好地反映冷补料的路用性能,同时满足建议技术要求的冷补料能对路面坑槽进行较好的修补。