崔亚楠
,
邢永明
,
王岚
,
张淑艳
高分子材料科学与工程
在基质沥青中加入18%的废胎橡胶粉和2%的SBS,通过湿法得到复合胶粉改性沥青（CCRMA）。采用扫描电镜（SEM）和动态力学的方法（DSR）研究了改性沥青的微观结构和较宽温度范围的流变性能;通过对复数模量主曲线的拟合,在更宽频率范围内研究该沥青的流变特性。结果表明,胶粉颗粒的表面网状结构可很好地吸附沥青,改性后的沥青中形成了一种非均相的稳定结构;在较高的温度下仍保持一定的弹性,感温性能较普通沥青好;随温度的降低,模量的变化及相位角变化趋于缓和,始终保持一定的流动性,从而改善了其柔韧性,提高了抗低温开裂性,该沥青具有较好的工程力学性能。
关键词:
改性沥青
,
废胎胶粉
,
流变特性
,
微观结构
韩吉伟
,
崔亚楠
,
王乐
,
李震
,
张淑艳
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.12.029
在寒冷地区，冬季路面极易出现积雪结冰现象，常使用融雪盐对路面进行融雪除冰，融雪盐的使用会对沥青混合料产生侵蚀。沥青砂浆作为沥青混凝土材料的重要组成部分，在力学性能方面发挥了极其重要的作用。对 SBS 改性沥青盐冻循环前后的三大指标(针入度、软化点和延度)进行了测试，对经历不同盐冻循环的沥青砂浆试件进行单轴压缩蠕变实验，并通过扫描电镜(SEM)研究其微观结构的变化。结果表明，冻融循环和荷载应力会造成沥青砂浆力学性能的下降，因此在昼夜温差较大的北方寒冷地区的冬季应尽量限制重载车辆的通行量以及融雪盐的用量，以减少对路面结构的损坏。
关键词:
沥青砂浆
,
盐冻循环
,
劲度模量
,
细观结构
韩吉伟
,
崔亚楠
,
李嘉迪
,
张淑艳
,
王乐
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151214.001
冬季由于低温路面经常会被冰雪覆盖，融雪盐是对路面进行融雪化冰的主要方式之一。为了研究盐冻循环前后的基质沥青、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青和胶粉改性沥青的细观结构和低温流变性能变化，利用 SEM 和弯曲梁流变仪(BBR)对其测试。结果表明：改性剂以特定的结构形态存在于沥青中，二者具有良好的相容性，这种形态可以更好地吸附沥青，提高沥青的低温弹性或韧性，进而改善了沥青的低温性能。盐冻循环破坏了沥青的结构，影响了沥青的低温抗裂性能。经历盐冻循环后沥青的蠕变劲度模量增大、蠕变速率减小，低温抗裂和应力松弛能力降低，但改性沥青低温性能总体上优于基质沥青。因此建议北方等寒冷地区尽量选用改性沥青作为路面材料。
关键词:
盐冻循环
,
改性沥青
,
改性机制
,
细观结构
,
低温流变性能
崔亚楠
,
孙广宁
,
韩吉伟
,
赵琳
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160616.004
利用原子力显微镜(AFM)、动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对冻融循环前后的基质沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青进行了微观结构观测和高低温性能测试.试验结果表明:经冻融循环后,沥青“蜂形”结构的数量和尺寸出现不同变化,基质沥青中沥青质含量增加且分散状况变差,SBS改性剂三维网状结构遭到破坏;基质沥青的高温性能有所提升,抗疲劳性能降低,SBS改性沥青的高温性能降低,抗疲劳能力提升;融雪盐浓度增大在一定程度上降低了基质沥青的低温抗裂能力,融雪盐浓度为4wt％时,SBS改性沥青的低温抗裂能力得到提高.SBS改性沥青高低温性能总体上优于基质沥青,建议北方等寒冷地区尽量选用SBS改性沥青作为路面材料.
关键词:
改性沥青
,
盐冻循环
,
微观结构
,
流变性能
,
相位角
崔亚楠
,
于庆年
,
韩吉伟
,
张淑艳
,
冯蕾
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160901.001
为考察在融雪盐环境下路面材料的性能变化情况,对内蒙古寒冷地区常用的SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青和胶粉改性沥青利用动态剪切流变仪(DSR)进行重复蠕变试验,利用原子力显微镜(AFM)进行微观结构观测,比较分析盐冻循环前后两种沥青的微细观结构以及流变学性能的变化,为寒冷地区道路路面材料的选择和使用提供参考依据.AFM测试发现,SBS改性沥青出现"蜂形"结构,冻融循环后,"蜂形"结构出现不同变化;胶粉改性沥青未出现"蜂形"结构,冻融循环后胶粉改性沥青表面形貌相差不大;重复蠕变试验结果显示:冻融循环前后SBS改性沥青和胶粉改性沥青永久变形与卸载瞬时应变的比值(εP/εL)在加载初期均随着加载次数的增加而增加,一定次数后达到稳定状态;冻融循环后SBS改性沥青的εP/εL降低,胶粉改性沥青的εP/εL基本不变;利用Burgers模型拟合得到蠕变劲度的黏性成分Gv,冻融循环后SBS改性沥青Gv值小于原样SBS改性沥青,胶粉改性沥青Gv值大于原样胶粉改性沥青,且两种沥青水冻循环与盐冻循环Gv值差别不大.胶粉改性沥青具有更好的高温使用性能.
关键词:
改性沥青
,
盐冻循环
,
微观结构
,
重复蠕变特性
,
Burgers模型
崔亚楠
,
陈瑞璞
,
韩吉伟
,
于庆年
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160802.002
利用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对冻融循环前后的三种沥青(沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青、胶粉改性沥青)进行测试,比较分析不同冰冻温度、融雪盐浓度、冻融循环次数下三种沥青的高低温性能变化规律,并对环境因素进行灰熵分析.结果表明:在盐冻循环条件下对沥青复合模量G*影响最大的因素是融雪盐溶液浓度,其次是10 ℃延度;对沥青相位角δ影响最大的因素是软化点,其次是25 ℃针入度;对沥青蠕变劲度模量S影响最大的因素是融雪盐溶液浓度,其次是10 ℃延度;对沥青蠕变速率m影响最大的因素是试验温度,其次是冰冻温度.
关键词:
胶粉改性沥青
,
盐冻循环
,
流变性能
,
蠕变性能
,
灰关联熵分析
韩吉伟
,
崔亚楠
,
李震
,
赵琳
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.02.025
利用红外光谱(IR)、原子力显微镜(AFM)和弯曲梁流变仪(BBR)研究了3种道路工程常用沥青(基质沥青、SBS改性沥青和胶粉改性沥青)的微观结构和低温性能,分析了改性剂对沥青性能的作用机理.结果表明,改性剂与沥青发生了物理共混和化学改性双重作用,形成稳定的结构,具有良好的相容性.改性剂与沥青形成的特定结构可以很好地吸附沥青中的轻组分,使沥青黏度增大.BBR实验发现,改性沥青的低温性能优于基质沥青,且不同种类沥青的低温性能的适用温度范围不同,为寒冷地区道路建设中沥青种类的选择提供了依据.
关键词:
改性沥青
,
红外光谱
,
原子力显微镜
,
弯曲梁流变实验
韩吉伟
,
崔亚楠
,
王乐
,
张淑艳
,
李震
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.03.026
盐冻循环极易引起沥青路面出现早期破坏,影响行车质量,导致路面使用寿命降低.对基质沥青、SBS改性沥青和胶粉改性沥青盐冻循环前后的3个基本指标(针入度指数、当量软化点和延度)进行了测试;对经历不同盐冻循环的基质沥青砂浆、SBS改性沥青砂浆和胶粉改性沥青砂浆试件进行单轴压缩蠕变试验;采用灰色关联熵分析法对盐冻融循环前后影响沥青及沥青砂浆性能的各因素进行了分析.结果表明,盐冻循环各因素对沥青的基本指标有一定影响,但是沥青自身基本指标对沥青使用性能影响更大;盐冻循环对沥青砂浆的力学性能影响明显,其中融雪剂溶液浓度对沥青砂浆力学性能影响最大;因此,在昼夜温差大或者北方寒冷地区修建道路时,要严格控制沥青基本指标和融雪剂的使用量以减少对路面结构的损坏.
关键词:
沥青
,
沥青砂浆
,
盐冻循环
,
单轴压缩蠕变试验
,
灰色关联熵分析法
