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废胶粉改性沥青改性机理、制备及性能研究进展

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吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：韦万峰张洪刚张仰鹏杨帆唐伯明孔令云重庆交通大学土木工程学院广西道路结构与材料重点实验室高等级公路建设与养护技术材料及装备交通运输行业研发中心同济大学道路与交通工程教育部重点实验室重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室

废胶粉用于沥青改性是一种高值化、环保化的方式，然而废胶粉改性沥青存在初始成本高、难加工、储存不稳定、施工和易性差、废胶粉与沥青间的相互作用机理尚未明晰等问题，导致其没有得到广泛推广应用。为了进一步推广废胶粉改性沥青在... 详细信息

废胶粉用于沥青改性是一种高值化、环保化的方式，然而废胶粉改性沥青存在初始成本高、难加工、储存不稳定、施工和易性差、废胶粉与沥青间的相互作用机理尚未明晰等问题，导致其没有得到广泛推广应用。为了进一步推广废胶粉改性沥青在道路工程的应用，本文系统梳理并分析了废胶粉组成成分及特性，认为废胶粉物理化学性质对沥青的改性有重要影响，活化可以大幅度提升废胶粉与沥青的相容性；指出废胶粉对沥青改性是物理-化学双改性的交互作用结果，但废胶粉与沥青作用内在机制不明确；梳理了废胶粉改性沥青性能的主要影响因素、活化废胶粉改性沥青及高分子聚合物/废胶粉复合改性沥青性能等方面的研究现状。最后，就废胶粉脱硫活化控制、多源废旧轮胎利用、废胶粉改性内在机理、高分子聚合物对废胶粉改性沥青进行性能补强等方面进行总结与展望，建议包括：

关键词：道路工程废胶粉沥青改性机理活化制备

基于DSR/BBR对橡胶高黏沥青流变及疲劳性能研究

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应用化工 2024年第8期53卷 1847-1852页

作者：韦万峰张仰鹏韦宗杨帆孔令云重庆交通大学土木工程学院重庆400074 广西道路结构与材料重点实验室广西南宁530000 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆400074

利用废旧轮胎胶粉、G型高黏剂、基质沥青制备一种高黏度改性沥青,采用动态剪切流变仪DSR测试沥青高温流变性能及疲劳性能,利用低温弯曲梁流变仪BBR测试沥青低温蠕变劲度和蠕变速率。结果表明,G型高黏剂可以有效调节橡胶沥青各组分的比例... 详细信息

利用废旧轮胎胶粉、G型高黏剂、基质沥青制备一种高黏度改性沥青,采用动态剪切流变仪DSR测试沥青高温流变性能及疲劳性能,利用低温弯曲梁流变仪BBR测试沥青低温蠕变劲度和蠕变速率。结果表明,G型高黏剂可以有效调节橡胶沥青各组分的比例,提高其弹性比例成分,并在橡胶沥青中形成网络结构,改善其胶体稳定性,大幅度提升橡胶沥青的高温抗变形能力、低温延展性、弹性恢复能力、应力敏感性、疲劳等性能,G型高黏剂在橡胶沥青中合适掺量为8%。较橡胶沥青而言,橡胶高黏沥青的黏度、高温稳定性、低温柔韧性、抗疲劳性能等大幅增加,可有效保障排水沥青路面的路用性能及使用寿命。

关键词：道路工程流变性能疲劳性能 DSR BBR 橡胶沥青高黏沥青

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室内老化作用下高黏改性沥青性能研究

当代化工 2024年第6期53卷 1307-1313,1327页

作者：张翼谢政专韦万峰广西龙马高速公路有限公司广西南宁530000 广西道路结构与材料重点实验室广西南宁530007 高等级公路建设与养护技术、材料及装备交通运输行业研发中心广西南宁530007

在中国海绵城市建设快速发展的过程中,多孔沥青路面得到了广泛应用。用于多孔沥青混合料的高黏改性沥青经历了复杂的老化环境。采用室内实验探究了不同老化作用对高黏改性沥青的影响,分别采用了三大指标、60℃动力黏度、PVN和MSCR进行测... 详细信息

在中国海绵城市建设快速发展的过程中,多孔沥青路面得到了广泛应用。用于多孔沥青混合料的高黏改性沥青经历了复杂的老化环境。采用室内实验探究了不同老化作用对高黏改性沥青的影响,分别采用了三大指标、60℃动力黏度、PVN和MSCR进行测试,并通过FT-IR阐述了其老化机理。结果表明:老化作用会导致高黏改性沥青高温性能增加,黏度提高,弹性恢复能力增大;其老化作用是由沥青自身老化和增黏剂、SBS树脂降解两部分导致,其中沥青自身老化占主导因素。本研究可为解决多孔沥青路面用高黏改性沥青结合料的老化行为提供思路。

关键词：多孔路面高黏改性沥青老化作用

再生沥青混合料新-旧沥青扩散混合效率研究综述

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材料导报 2017年第11期31卷 109-114页

作者：韦万峰郭鹏唐伯明重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆400074

新沥青/再生剂与老化沥青之间的扩散、混合程度决定着再生沥青混合料的性能。为探讨新沥青/再生剂与RAP表面裹覆老化沥青膜的相互作用,基于国内外研究现状,对比分析了新-旧沥青的混合模型、扩散理论及扩散渗透效果评价方式,认为现阶段... 详细信息

新沥青/再生剂与老化沥青之间的扩散、混合程度决定着再生沥青混合料的性能。为探讨新沥青/再生剂与RAP表面裹覆老化沥青膜的相互作用,基于国内外研究现状,对比分析了新-旧沥青的混合模型、扩散理论及扩散渗透效果评价方式,认为现阶段的沥青混合模型及扩散机理尚存在一定的局限性,并不能真实反映新沥青/再生剂与老化沥青之间的扩散、混合情况,新沥青/再生剂与老化沥青之间扩散效率及混合程度评价方法的准确性有待商榷。提出运用分层抽提技术、凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱测量技术、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)研究新沥青/再生剂在老化沥青层中的扩散过程,表征新沥青/再生剂与老化沥青之间的混溶程度及老化沥青的再生效果。

关键词：扩散再生沥青混合效率沥青混合料

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温拌泡沫沥青发泡特性及混合料路用性能研究

温拌泡沫沥青发泡特性及混合料路用性能研究

作者：韦万峰重庆交通大学

学位级别：硕士

温拌泡沫沥青混合料是利用低粘度泡沫沥青对集料进行拌合的路面材料,能实现较低温度下的拌合及压实,发泡过程中只需沥青质量1%-5%的水分,具有经济及环保优势。目前,温拌泡沫沥青混合料主要存在沥青胶结料发泡效果较差及水稳定性不足等... 详细信息

温拌泡沫沥青混合料是利用低粘度泡沫沥青对集料进行拌合的路面材料,能实现较低温度下的拌合及压实,发泡过程中只需沥青质量1%-5%的水分,具有经济及环保优势。目前,温拌泡沫沥青混合料主要存在沥青胶结料发泡效果较差及水稳定性不足等问题。基于以上分析,本文研究沥青的发泡特性及流变性能,通过表面自由能理论分析集料-泡沫沥青界面黏附性,探究外掺剂对沥青胶结料发泡及温拌泡沫沥青混合料性能的影响,并对比温拌泡沫沥青混合料与热拌沥青混合料的路用性能。首先,对70#基质沥青及SBS改性沥青的发泡特性展开研究,主要分析发泡用水量、发泡温度、气流量对沥青发泡效果的影响,并探究了外掺剂对沥青发泡的作用机理。最终确定70#基质沥青最佳发泡参数:发泡用水量1.5%,发泡温度150℃,气流量1.5m3/h;SBS改性沥青最佳发泡参数:发泡用水量1.5%,发泡温度170℃,气流量1.5m3/h。结果表明,发泡用水量是影响沥青发泡最重要的因素,发泡温度、气流量对沥青的发泡特性影响不明显;外掺剂十六烷基三甲基溴化铵显著提高了泡沫沥青的稳定性。其次,利用动态剪切流变仪(DSR)研究发泡过程对基质沥青、SBS改性沥青流变性能的影响,基于温度扫描、时间扫描分别测试泡沫沥青的高温流变性能和疲劳性能,采用玻璃态转化温度(Tg)评价泡沫沥青的低温性能。发泡过程对基质沥青、SBS改性沥青的流变性能有一定程度影响。较泡沫沥青而言,SBS改性泡沫沥青拥有更好的高温稳定性、低温抗裂性及疲劳性能。然后,基于表面自由能理论研究集料与泡沫沥青间的黏附特性,分析发泡过程对基质沥青、SBS改性沥青表面自由能的影响,利用内聚功、无水黏附功及有水黏附功指标评价集料-沥青黏附强度,探究发泡过程及外掺剂对集料-沥青粘附特性的影响。发泡过程将降低集料-沥青有水黏附功,而外掺剂十六烷基三甲基溴化铵改变了沥青的色散分量、极性分量,提高了泡沫沥青自身的粘聚力,有利于泡沫沥青与集料的黏附。最后,通过温拌泡沫沥青混合料的配合比设计,基于空隙率指标分析温拌泡沫沥青混合料、SBS改性温拌泡沫沥青混合料的压实特性,研究压实温度、外掺剂十六烷基三甲基溴化铵对其路用性能的影响,并进行了温拌泡沫沥青混合料、SBS改性温拌泡沫沥青混合料与其热拌沥青混合料的路用性能对比。研究结果表明,外掺剂十六烷基三甲基溴化铵增强了集料-泡沫沥青黏附强度,改善了温拌泡沫沥青混合料的抗水损害能力和高温稳定性。SBS改性温拌泡沫沥青混合料的路用性能与其热拌沥青混合料相当,而温拌泡沫沥青混合料水稳定性能有待提升,在泡沫沥青中掺入十六烷基三甲基溴化铵是提高温拌泡沫沥青混合料水稳定性的有效途径,如此其可以代替热拌沥青混合料。

关键词：泡沫温拌流变特性表面自由能黏附性水稳定性

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渗透性沥青再生剂及再生沥青性能研究

公路 2021年第3期66卷 304-309页

作者：刘东韦万峰禤炜安张仰鹏广西荔玉高速公路有限公司南宁市530000 广西道路结构与材料重点实验室南宁市530007 高等级公路建设与养护技术、材料及装备交通运输行业研发中心南宁市530007 广西交科集团有限公司南宁市530007

再生剂的渗透能力对废旧沥青混合料(RAP)表层老化沥青的再生程度至关重要。为了提高再生剂的渗透性能,改善老化沥青的再生效果。基于组分调节理论和相容性理论,确定了渗透性沥青再生剂的基本组分,通过设计正交试验分析了渗透性沥青再生... 详细信息

再生剂的渗透能力对废旧沥青混合料(RAP)表层老化沥青的再生程度至关重要。为了提高再生剂的渗透性能,改善老化沥青的再生效果。基于组分调节理论和相容性理论,确定了渗透性沥青再生剂的基本组分,通过设计正交试验分析了渗透性沥青再生剂的基本组分搭配比例和混合温度对老化沥青针入度值和延度的影响,检测了渗透性沥青再生剂的基本性能指标及再生沥青的耐久性,研究了再生剂在老化沥青中的扩散进程、再生沥青胶浆的高温稳定性及再生沥青的低温抗裂性。试验结果表明:渗透性沥青再生剂的基本性能、再生沥青的耐老化性能均能符合现有规范要求;渗透性沥青再生剂作用下的沥青25℃针入度差值更大,其渗透能力优于普通沥青再生剂;通过掺入渗透性沥青再生剂对老化沥青进行再生,制备得到的再生沥青的高温稳定性及低温抗裂性与基质沥青相当。

关键词：再生沥青渗透性再生程度扩散进程

高性能聚氨酯涂料研制及其在耐磨层中的性能研究

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化工新型材料 2022年第3期50卷 260-264页

作者：杨凯吕韦万峰广西北部湾投资集团有限公司南宁530029 广西道路结构与材料重点实验室南宁530007 高等级公路建设与养护技术、材料及装备交通运输行业研发中心南宁530007 广西交科集团有限公司南宁530007

利用邵氏A硬度与吸水率作为评价指标,优选出聚氨酯材料合成的最佳配方,在此配方下聚氨酯的邵氏A硬度达到75,吸水率为0.74%。利用FT-IR、SEM和TG对该材料进行微观表征,分析表明,在最佳配方条件下成功合成了聚氨酯粘结剂,其表面连续、平... 详细信息

利用邵氏A硬度与吸水率作为评价指标,优选出聚氨酯材料合成的最佳配方,在此配方下聚氨酯的邵氏A硬度达到75,吸水率为0.74%。利用FT-IR、SEM和TG对该材料进行微观表征,分析表明,在最佳配方条件下成功合成了聚氨酯粘结剂,其表面连续、平整性较好、固化反应完全,具有良好的热稳定性。综合评价断裂伸长率和拉伸强度发现填料(SiO_(2))的掺量应优选为40%。根据抗滑系数和湿轮磨耗实验确定聚氨酯薄层的胶石比范围为0.25~0.67,在此范围内,聚氨酯耐磨层的抗滑系数和1h浸水磨耗损失均能满足规范要求。

关键词：聚氨酯涂料断裂生产率拉伸长度胶石比

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沥青及其混合料自愈合性能试验研究

公路 2020年第3期65卷 253-258页

作者：韦万峰周胜波谭华禤炜安陈杰广西道路结构与材料重点实验室南宁市530007 高等级公路建设与养护技术、材料及装备交通运输行业研发中心南宁市530007 广西交通科学研究院有限公司南宁市530007

为了对比分析基质沥青、SBS改性沥青、橡胶改性沥青的自愈合性能,并研究沥青种类、愈合环境、破坏程度对混合料疲劳-自愈合进程的影响。通过DSR(动态剪切流变仪)的Time-Sweep(时间扫描)模式测试了沥青复数剪切模量随加载次数的变化,采... 详细信息

为了对比分析基质沥青、SBS改性沥青、橡胶改性沥青的自愈合性能,并研究沥青种类、愈合环境、破坏程度对混合料疲劳-自愈合进程的影响。通过DSR(动态剪切流变仪)的Time-Sweep(时间扫描)模式测试了沥青复数剪切模量随加载次数的变化,采用愈合指数HI评价沥青的自愈合能力;利用DSC(差示扫描量热仪)测试沥青相态转变过程中的焓变;基于四点弯曲疲劳试验测试了混合料劲度模量随加载次数的变化。研究结果表明:从流变性角度分析,橡胶改性沥青的自愈合性能最好,SBS改性沥青次之,基质沥青最差,随着损伤度的增大,以上3种沥青的自愈合指数呈下降趋势;从分子扩散角度考虑,基质沥青的自愈合能力最小,基质沥青愈合裂缝的能力优于SBS改性沥青及橡胶改性沥青。沥青类型及愈合环境对混合料的愈合进程具有重要影响,提高愈合环境的温度可以加速混合料的愈合,破坏程度的增加对混合料的自愈合具有负面影响。

关键词：沥青混合料自愈合道路工程

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再生集料及再生混凝土界面过渡区研究进展

硅酸盐通报 2017年第7期36卷 2280-2286,2292页

作者：郭鹏韦万峰杨帆杨晓宇重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

再生集料及界面过渡区的性质对再生混凝土性能有重要影响。基于国内外再生混凝土的研究现状,分析了再生集料性质与界面过渡区的微观结构对再生混凝土物理力学性能的影响,总结了再生混凝土性能的改善措施。根据再生混凝土现阶段存在问题... 详细信息

再生集料及界面过渡区的性质对再生混凝土性能有重要影响。基于国内外再生混凝土的研究现状,分析了再生集料性质与界面过渡区的微观结构对再生混凝土物理力学性能的影响,总结了再生混凝土性能的改善措施。根据再生混凝土现阶段存在问题,提出今后应注重再生集料加工工艺优化、再生集料分级评估、界面过渡区微观结构及再生混凝土耐久性等方面的研究。

关键词：再生集料界面过渡区再生混凝土