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基于原子力显微镜的新旧沥青融合机理及力学性质研究

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2017年第6期49卷 919-924页

作者：关泊张德鹏李雨姚刚郝培文长安大学公路学院陕西西安710064 中国水利水电第七工程局有限公司四川成都6100814 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

采用原子力显微镜研究新旧沥青融合再生过程中不同区域的微观形态结构特征及力学性质,探索新旧沥青融合再生过程中微观形态结构的演变规律.利用分析软件提取新旧沥青及其融合区沥青微观结构的形态学参数并进行量化分析,研究再生沥青微... 详细信息

采用原子力显微镜研究新旧沥青融合再生过程中不同区域的微观形态结构特征及力学性质,探索新旧沥青融合再生过程中微观形态结构的演变规律.利用分析软件提取新旧沥青及其融合区沥青微观结构的形态学参数并进行量化分析,研究再生沥青微观形态学参数与其力学性质的关系.

关键词：路面工程原子力显微镜新旧沥青融合机理力学性质

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新旧沥青融合行为多尺度评价研究

新旧沥青融合行为多尺度评价研究

作者：罗于杰重庆交通大学

学位级别：硕士

现今,数以万吨的废旧沥青混合料(RAP)铣刨后未被循环再生利用而堆积废弃,造成资源的损失和生态环境的破坏。这其中很重要的一个原因就是再生沥青混合料的研究中新旧沥青融合行为、融合过程、融合状态和融合程度未被量化评价,新旧沥青的... 详细信息

现今,数以万吨的废旧沥青混合料(RAP)铣刨后未被循环再生利用而堆积废弃,造成资源的损失和生态环境的破坏。这其中很重要的一个原因就是再生沥青混合料的研究中新旧沥青融合行为、融合过程、融合状态和融合程度未被量化评价,新旧沥青的融合变化规律和新旧沥青融合微观力学性能未能深入研究。因此,本文基于宏观、细观和纳微观等多尺度领域,分析研究了新旧沥青的融合变化规律、新旧沥青融合力学性能,完善并提出了新旧沥青融合程度的量化评价指标,丰富了沥青再生利用的理论基础,为后续研究提供了重要的科研意义。首先,选用90#基质沥青+70#旧沥青的沥青组合材料,采用SBS、橡胶粉、环氧树脂三种示踪剂代替新沥青,借助荧光显微镜试验仪器对加入示踪剂的旧沥青进行荧光图像分析,在三种示踪剂的对比分析下,最终选用环氧树脂作为示踪剂,然后利用Image-Pro Plus图像分析软件,采用平均光密度(MOD)、平均灰度值(MGV)、累计光密度(IOD)三种光学参数对荧光图像进行了量化分析,结果发现两种材料的光学参数指标存在较大的差异,说明两相材料间发生了融合,且整体融合程度较高,但是局部混合不均匀,存在一种融合程度的量化问题。其次,选用70#基质沥青+70#旧沥青、90#基质沥青+70#旧沥青、SBS改性沥青+70#旧沥青三种沥青组合,借助红外光谱试验仪器对再生沥青组合中的含氧官能团羰基(C=O)和亚砜基(S=O)进行分析,结果表明:随着老化沥青掺量的增加,新旧再生沥青中的羰基指数和亚砜基指数都有不同程度的增加,从图像分析可以看出,在新旧再生沥青的融合进程中,前期融合的速度比后期融合速度更快。然后,借助原子力显微镜微观仪器,采用Nano Scope Analysis图像分析软件中的二维高度扫描图和三维高度扫描图分析三种沥青组合的新旧沥青微观融合规律,结果表明:随着老化沥青掺量和沥青组合标号的增加,再生沥青的“bee”结构数量逐渐减少;采用平均粗糙度(R)以及高度的均方根(R)、高度极大值与极小值之差(R)三种参数反映沥青融合情况的变化,得到随着新沥青掺量的增加,三类指标均小于加权后的值;在PFT-QNM力曲线工作模式下,通过Sneddon模型计算出纳米压痕试验数据,可以发现随着旧沥青掺量的增加,沥青组合的弹性模量呈不同程度的增加,说明新旧沥青确实发生了融合,而且渗透融合作用是两个方向相互进行的。最后,采用传统的沥青性能验证方法,对三种沥青组合下新旧沥青的融合行为进行了验证。借助双层沥青模型,基于DSR单点扫描模式对新旧沥青的融合程度进行量化分析,然后采用正交试验中的极差法对融合程度的影响因素进行研究,最终得出了融合程度在不同沥青组合、不同调节时间、不同调节温度以及不同老化程度下的关系,发现三种因素中影响程度最大的是调节温度。借助室内万能试验机仪器,采用拉拔试验对三种沥青组合的粘结性能拟合的结果分析得出:基质沥青的粘结强度大于再生沥青且远远大于老化沥青,随着旧沥青的掺量,沥青试样的粘结强度不断减弱,并且三种组合的粘结强度大小为SBS改性沥青+70#旧沥青>90#基质沥青+70#旧沥青>70#基质沥青+70#旧沥青,三种组合中老化沥青的掺量与粘结强度的线性相关性均良好。

关键词：新旧沥青再生技术融合程度量化评价

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基于红外光谱仪的新旧沥青融合程度量化表征

科学技术与工程 2022年第10期22卷 4143-4151页

作者：孙建诚张伟丁王真齐杨河北工业大学土木与交通学院天津300401 北京市政路桥建材集团有限公司北京100176 北京工业大学城市建设学部北京1000124

为了对热再生中新旧沥青融合的程度进行定量分析,采用傅里叶红外光谱分析仪(fourier transform infrared,FTIR)对废旧沥青路面材料(recycle asphalt pavement,RAP)热再生过程中新旧沥青的融合程度进行研究。根据苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(... 详细信息

为了对热再生中新旧沥青融合的程度进行定量分析,采用傅里叶红外光谱分析仪(fourier transform infrared,FTIR)对废旧沥青路面材料(recycle asphalt pavement,RAP)热再生过程中新旧沥青的融合程度进行研究。根据苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(styrene-butadiene block copolymer,SBS)和基质沥青具有不同红外特征峰的特点,将SBS作为沥青示踪剂,并基于分层溶解法提出了一种可以定量分析新旧沥青融合程度的方法,并通过此法对热再生过程中的拌和温度、拌和时间以及木质素纤维对新旧沥青融合程度的影响进行了研究,结果表明:随着拌和温度和拌和时间的提高,新旧沥青的融合和程度也随之提高,木质素纤维的加入也会提高新旧沥青的融合程度。

关键词：道路工程废旧沥青混合料傅里叶红外光谱分析仪新旧沥青融合程度分层溶解

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高速公路改扩建项目新旧沥青路面拼接施工技术

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城市建设理论研究(电子版) 2023年第16期 163-165页

作者：刘俊保利长大工程有限公司

由于社会主义市场经济的全面发展,高速公路的交通流量同过去比发生了较大的增加,导致目前高速公路的基本结构已经无法适应当前车辆的需求。为克服这一情况,在保持原来正常运营道路状况的基础上,政府实施了许多路面拓宽工程,它是克服路... 详细信息

由于社会主义市场经济的全面发展,高速公路的交通流量同过去比发生了较大的增加,导致目前高速公路的基本结构已经无法适应当前车辆的需求。为克服这一情况,在保持原来正常运营道路状况的基础上,政府实施了许多路面拓宽工程,它是克服路面通过能力不足问题的良好方法 ,既保证了路面的顺利运行,也减少了工程造价。但是,对于现道路的重新分析、拓宽,也存在着不少技术困难,如新拓宽道路的老旧道路会产生不均匀沉降。而一旦不均匀沉降现象的发生,就可以会导致旧路基发生纵、横断裂现象而引发事故,不但妨碍汽车在路面上的正常行驶,还可以对道路施工实体安全造成一定的危害。

关键词：高速公路改建项目新旧沥青路面拼接

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厂拌热再生旧沥青再生行为试验研究

厂拌热再生旧沥青再生行为试验研究

作者：王彬长沙理工大学

学位级别：硕士

随着我国许多早期修筑的高速公路逐渐进入中修、大修期,针对原有路面的翻修养护以及相关改扩建工程的建设,每年将会产生大量的RAP材料。而厂拌热再生技术是我国乃至世界目前的主流再生技术,能够很好的消耗RAP材料。在实际过程中,RAP经... 详细信息

随着我国许多早期修筑的高速公路逐渐进入中修、大修期,针对原有路面的翻修养护以及相关改扩建工程的建设,每年将会产生大量的RAP材料。而厂拌热再生技术是我国乃至世界目前的主流再生技术,能够很好的消耗RAP材料。在实际过程中,RAP经过破碎后通过与新沥青、新集料的拌合来实现其再生利用,实质上是旧集料和旧沥青两部分的再生,而从实际价值来看,沥青的再生具有更为重要的意义。在拌合过程中,新老沥青之间会发生混溶作用,由于沥青是一种成分复杂的混合物,对其混溶发生过程进行观测较为困难,所以相关研究也较少。基于此,本文通过设计相关试验方法,针对厂拌热再生过程中新旧沥青之间的混溶进行研究。根据实际过程,将整个过程分为旧沥青在新集料表面的转移、新沥青在旧沥青中的扩散以及新旧沥青中的混溶三部分。针对旧沥青的转移特性,通过模拟拌合试验,提出有关旧沥青再生率的研究指标。通过比较不同搅拌速度、RAP预热温度和使用再生剂对旧沥青再生的影响,分析提出提高旧沥青再生率的相关措施。在扩散部分,本文首先设计了基于针入度试验的新旧沥青扩散特性评价方法,通过改变沥青类型、沥青的老化程度、存储温度及存储时间,研究新沥青在老化沥青中的扩散性能。采用相关扩散模型,以DSR试验为基础,研究温度变化以及沥青老化程度在沥青膜较薄的情况下对扩散的影响。在混溶部分,首先通过针入度试验研究新旧沥青在不同沥青老化程度影响下,不同掺量以及搅拌时间对混溶的影响。接着采用DSR分别测定不同条件下混溶后对60℃时沥青的高温性能变化。

关键词：厂拌热再生 RAP 新旧沥青扩散混溶