废旧PET塑料改性沥青动态剪切流变性能研究

利用废旧PET塑料制备改性沥青,对不同PET掺量的改性沥青进行了频率扫描、重复蠕变试验和红外光谱检测等,并基于Burgers模型对改性沥青的重复蠕变试验结果进行系统分析。结果表明:在同一温度条件下,改性沥青的抗车辙因子随着PET塑料掺量的增加先增大后减小,说明适量的PET塑料能显著改善沥青的抗变形性能,过多的PET塑料会降低沥青的耐高温性能和抗变形性能。废旧PET塑料与基质沥青的混合过程主要是一种物理过程。

基于重复蠕变的改性沥青高温指标

通过对不同沥青进行不同模式下的重复蠕变试验,分析了NCHRP推荐的基于流变模型拟合的蠕变劲度的粘性成分Gv指标,研究了Gv对不同沥青高温路用性能评价的优势和缺陷所在.为了对沥青提出一个有效的高温评价指标,基于该试验提出了包含描述延迟弹性变形在内的指标Gv(t)作为对Gv的修正,经过试验数据验证其合理性,弥补了Gv在因延迟弹性影响残余变形拟合方面的缺陷,为路面实际应用的沥青选择提供了一个新的依据.

生物结合料共混沥青的路用性能试验研究

为寻求石油沥青的替代产品,以生物结合料为原料,采用高速剪切法制备了不同质量共混比例(0%、5%、10%、15%、20%)的生物沥青共混物,通过沥青三大常规指标试验、DSR试验、BBR试验和重复蠕变恢复等试验进行了路用性能的综合评价。结果表明:生物结合料强度和高温性能存在不足,共混后将导致生物沥青的车辙因子G*/sinδ、软化点和蠕变劲度Gv等抗车辙性能指标下降;中等温度疲劳性能介于SBS改性沥青和基质沥青之间,共混后SBS改性沥青疲劳因子G*·sinδ有所降低,而生物基质沥青疲劳因子升高;同时,生物结合料能显著地提高沥青的低温抗裂性,表现为随着生物结合料增加,BBR试验的蠕变劲度S值减小和m值增加。

短期老化对橡胶粉改性沥青流变性能的影响

为探究短期老化作用对橡胶粉(CR)改性沥青性能的影响,针对经旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)老化前后的CR改性沥青,进行动态剪切流变实验(DSR)和重复蠕变恢复实验(RCRT)得出相应流变参数,并结合扫描电子显微镜(SEM)从细观的角度观察沥青内部结构变化及其对沥青流变性能的影响。结果表明:老化作用引起沥青组分的变化,使沥青表现出硬化现象;老化作用对CR改性沥青的变形恢复能力和变形影响随温度升高而减小;老化作用和温度的影响大于应力对其影响;随温度的升高,老化作用对CR改性沥青流变性能影响变弱。

聚合物改性沥青细观结构和重复蠕变特性研究

针对内蒙古等西北部地区常用的3种聚合物改性沥青(SBS改性沥青、胶粉改性沥青和复合胶粉改性沥青),利用扫描电子显微镜(SEM)观察它们的细观结构形貌,得到改性剂在沥青中的分布状态及其与沥青间的界面结合特性,发现3种改性沥青的改性剂与沥青间均具有良好的界面融合性.利用动态剪切流变仪(DSR)对3种改性沥青进行不同温度和荷载应力下的重复蠕变试验,通过对累积应变、蠕变劲度的黏性部分GV随荷载和温度变化规律的分析表明:3种改性沥青随加载次数、温度及应力大小变化的规律相同,但同样条件下胶粉改性沥青具有最低的温度敏感性、最小的累积应变和最大的GV值,说明其具有最好的抗高温变形性能,其次为复合胶粉改性沥青.

沥青胶结料高温性能试验方法的评价

介绍了两种评价沥青高温性能的方法:动态剪切流变试验(DSR)和重复蠕变试验。测试了10种沥青的车辙因子和蠕变参数。通过混合料高温车辙试验和沥青流变分析,比较了两种试验方法在评价沥青胶结料高温性能方面的适用范围和有效性。分析结果表明:车辙因子在评价基质沥青时具有较高的准确性,但不是评价改性沥青高温性能的最佳选择;而重复蠕变试验可以作为动态剪切试验的补充,能够较准确地判定基质沥青和改性沥青的抗车辙能力。

基于不同基质沥青的多聚磷酸复配SBS改性沥青性能评价

以镇海,埃索,SK三种90#基质沥青为原料,分别掺入多聚磷酸(PPA)、聚合物SBS两种改性剂,采用高速剪切法在室内制备多种复配改性沥青材料。通过常规指标测试、重复蠕变试验、疲劳性能分析、粘度试验,对不同掺量复合改性沥青的路用性能进行评价,从而确定改性剂的最佳掺量,并选择适用于复合改性沥青生产的基质沥青。结果表明:PPA的掺入使得改性沥青温度敏感性降低,高温性能以及抗疲劳性能显著提高;PPA的最佳掺量为1%,此时复合改性沥青的性能达到最优;适用于掺入PPA进行改性的基质沥青为SK90#最优,埃索90#次之,镇海90#最差;SK90#基质沥青掺入3.5%SBS和1%的PPA所复配的改性沥青经济效益较普通SBS改性沥青更为优异。

基于重复蠕变试验的阻燃沥青胶浆高温性能

采用重复蠕变试验,利用Burgers模型对各沥青胶浆的蠕变过程进行模拟,从胶浆的蠕变劲度黏性成分Gv、累积应变γacc和蠕变柔量等方面分析了不同阻燃沥青胶浆的高温性能表现。结果表明:纤维和复合阻燃剂的加入均会增大阻燃沥青胶浆的Gv并降低γacc,3种复配比例的阻燃沥青胶浆中M-FR1和M-FR2的Gv值相等且最大;而MFR1沥青胶浆的γacc最小;其次是M-FR2。这两种阻燃沥青胶浆高温性能均要优于常规掺量下的木质素纤维沥青胶浆。蠕变柔量分析结果表明,M-FR2阻燃沥青胶浆的瞬时弹性变形柔量JE和延迟弹性变形柔量JC占总柔量的百分比之和最大,高温抗变形能力最强。综合各阻燃沥青胶浆的蠕变力学特性,推荐复合阻燃材料的最优复配比例为15%矿物纤维+6%复合阻燃剂(即M-FR2)。

基于重复蠕变恢复试验的化学改性沥青高温性能

为了探究多聚磷酸(PPA)和反应型三元共聚物(RET)改性沥青的高温流变行为,基于重复蠕变恢复试验,深入研究基质沥青、PPA改性沥青、RET改性沥青及SBS改性沥青在不同加载应力及温度条件下黏弹性响应的变化规律,从温度、应力等方面对改性沥青的延迟弹性进行分析,并将PPA,RET与SBS等3种改性沥青的高温性能进行比较,更加客观地评价PPA和RET两种化学改性沥青的高温性能.采用Burgers模型对试验数据进行拟合,分析了蠕变劲度黏性成分与混合料车辙试验动稳定度的相关关系.结果表明:PPA和RET的加入可显著改善沥青的高温抗变形能力,提高路面的抗车辙性能.

短期老化对胶粉改性沥青高温性能的影响

为了研究短期老化对胶粉改性沥青高温性能的影响,采用薄膜烘箱试验(TFOT)对胶粉改性沥青进行老化,通过动态剪切流变试验(DSR)、重复蠕变恢复试验(RCRT),从流变性角度分析了不同老化因素对胶粉改性沥青性能的影响,并结合扫描电镜(SEM)从微观层面对沥青及胶粉老化前后的表观形貌进行分析。结果表明,老化作用使得胶粉改性沥青G*提高、tanδ减小、沥青的高温抗变形能力提高,而老化温度与老化时间的提高则促进了沥青老化程度的加深;老化过程中胶粉仍存在强烈的溶胀与降解反应,两种作用共同促进了胶粉改性沥青的180℃特殊流变性;老化作用使得胶粉改性沥青(εP/εL)减小、沥青变形恢复能力提高,相比于老化温度,老化时间对胶粉改性沥青变形恢复能力的影响更为显著;沥青中的胶粉受老化影响较小,从而使沥青保持较好的弹性。

基于重复蠕变的改性沥青非线性黏弹响应分析

对4种改性沥青和1种基质沥青进行高温条件下较宽应力范围的重复蠕变试验,计算不同温度和应力水平下的不可恢复蠕变柔量Junr,分析改性沥青黏弹响应从线性到非线性的变化规律,再选择夏季沥青路面典型高温下沥青非线性响应区域内的Junr值,与沥青混合料车辙试验结果进行相关性分析.结果表明:随着温度升高,沥青的线性范围明显减小;进入非线性响应区域后,Junr值迅速增大,沥青抗永久变形能力明显降低;改性沥青的高温性能在不同温度和应力水平下存在差异,在较高温度和应力下,高强改性沥青的高温性能最优;有限样本条件下,沥青在非线性响应区域内的Junr值与沥青混合料车辙试验结果相关性较好,说明沥青混合料永久变形与沥青非线性黏弹响应关系密切.

高温重载条件下沥青混合料的蠕变试验研究

在4种应力水平、3种温度水平和2种空隙率水平下进行了沥青混合料的重复加载动态蠕变试验,得出了其永久变形与荷载作用次数关系曲线及竖向和横向流动数、竖向塑性应变、竖向塑性弹性应变比等永久变形参数.研究表明,重载车辆对沥青路面产生的高接触应力加剧了其横向流动失稳变形的发展,加速了车辙的产生;车辆轴载增大对沥青路面产生车辙的影响要大于温度变化的影响.

多聚磷酸/SBS复合改性沥青的高温流变特性

为了研究多聚磷酸(PPA)/SBS复合改性沥青的高温流变特性,利用动态剪切流变仪(DSR)对四种不同掺量的PPA/SBS复合改性沥青及SBS改性沥青进行重复蠕变恢复试验(RCRT)。结果表明:PPA/SBS复合改性沥青变形恢复能力不受加载循环次数与应力水平的影响,但受温度的影响,其在蠕变阶段主要发生黏性流动变形,且卸载后黏性变形不可恢复;PPA/SBS复合改性沥青的累积应变随温度、应力水平和荷载作用次数的增加显著增大,特别是温度和应力水平对改性沥青累积应变的影响较大;在温度和应力水平相同的条件下,复合改性沥青中PPA 1%+SBS 3%的改性沥青蠕变劲度的黏性部分G v值最大,具有最好的高温抗变形能力。

饱和黏性土蠕变变形试验研究

结合苏锡常地区地面沉降研究,用单向固结仪研究饱和黏性土在复杂荷载作用下的蠕变变形特征。试验土样取自苏锡常地区第2弱透水层。研究结果表明,在初次加载时黏性土具有明显的蠕变性,在双对数坐标中蠕变变形与时间呈直线关系,且直线斜率随荷载水平增大而减小,但在荷载水平达到一定值后斜率变化不大;在初次卸载时黏性土仍有明显的回弹蠕变,特别是在卸载水平较高时,卸载回弹蠕变变形与应力和时间的关系仍可用幂函数表示;在循环荷载作用下,加卸载达到变形稳定的时间随循环次数增加而减小。当循环荷载最大值小于土样的先期固结压力时,土样在2次加卸载循环后达到弹性变形状态;当循环荷载最大值等于土样的先期固结压力时,土样在5次加卸载循环后达到弹性变形状态。

沥青高温性能指标评价

对 4种沥青 ( 1种常规沥青和 3种改性沥青 )进行了 2 5℃针入度、环球软化点、6 0℃粘度、高温下的标准动态剪切以及重复蠕变试验 ,对 5个指标的试验结果特别是改性沥青重复蠕变试验结果进行了分析评价 ,最后由相应的沥青混合料车辙试验对上述指标进行了验证。验证结果表明 ,由重复蠕变试验结果得到的沥青蠕变劲度的粘性成分 Eν与相应的混合料车辙试验结果的排序一致。

激光涂层零件的多冲碰撞形变效应与分析

报道了多冲碰撞载荷下激光涂层零件塑性变形现象。利用坐标网格法、显微分析法等分析了激光涂层零件的多碰累积变形现象和规律。这种塑性变形在常温即可发生,且具有低应力和累积特性。变形发生在涂层表面及以下一段区域内,并由大到小呈梯度变化。碰撞能量驱动、冲击温升效应、晶界滑动与迁移、亚结构的形成与孪晶等,是引起多碰累积变形的可能原因。

基于分形理论的沥青混合料剪切性能试验研究

越来越多的研究表明沥青面层失稳流动产生的车辙变形、交叉口及长大纵坡路段沥青层间推移、拥包变形等破坏都与沥青混合料抵抗剪切流动变形的能力有着直接的关系。基于分形理论对AC-13、Sup-13和SMA-13 3种级配的微观结构进行分析,确定了3种级配的体积分形维数,并通过重复荷载蠕变试验对沥青混合料体积分形维数与其剪切性能的关系进行了探讨。对今后进一步研究沥青混合料剪切破坏机理有一定的指导意义。

高温条件下SBS改性沥青重复蠕变恢复试验研究

应用重复蠕变恢复试验,改变加载次数、温度、应力水平等试验条件,分析比较了基质沥青和3种SBS改性沥青在高温条件下的黏弹性能变化规律。结果表明:随着温度的升高,沥青蠕变劲度的黏性成分Gv明显减小;在有限样本条件下,沥青低应力水平的Gv值与同温度SHRP指标G*/sinδ具有很好的相关性;SBS改性沥青的线黏弹范围小于基质沥青;SBS改性沥青在线性和非线性区域的高温性能存在差异,只有根据实际路面的受力特点选择合适的指标才能得到准确的评价结果。

基于动态力学分析S/B比对SBS改性沥青的影响(英文)

为了检验SBS聚合物改性剂中的嵌段比S/B对改性沥青的影响,在实验室用不同的S/B比的SBS改性剂与基质沥青配伍,对获得的试样进行动态力学性能测试。通过试验发现由于SBS中存在的聚丁二烯(B)和聚苯乙烯(S)的两相分离结构,不同的S/B比对基质沥青的改性有明显的不同。在保证其他条件一致的情况下,为了更好地利用改性沥青,提出了沥青路面可以针对不同的铺筑需要有目的地选用不同S/B制备的改性沥青。

短期老化对聚合物改性沥青流变性能的影响

针对内蒙古地区改性沥青应用特点,为研究短期老化作用对两种聚合物改性沥青:橡胶粉改性沥青(CR)、SBS改性沥青流变性的影响,利用动态剪切流变仪(DSR)分别对两种沥青原样及经旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)后的沥青试样进行动态剪切试验和重复蠕变恢复试验,通过对流变参数复合模量G*、相位角δ、以及动力粘度η的分析,研究了两种聚合物改性沥青的流变学特性;并利用扫描电子显微镜对各沥青试样的微观结构形态进行观察,从微观角度揭示了不同沥青性能存在差异的原因。结果表明:短期老化作用使沥青变得硬脆,且可以提高改性沥青的高温抗变形能力和变形恢复能力;短期老化作用对SBS改性沥青的影响较对CR改性沥青大;短期老化使沥青的抵抗流体流动的能力增强。