纳米材料改性沥青的制备及分散稳定机理 被引量：19

1

作者 王佳 蔡斌 马华宝 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期848-856,共9页

采用纳米CaCO3、纳米ZnO和纳米TiO2复配纳米材料对SBS沥青进行改性,并优化了制备工艺条件;研究了表面活性剂纳米材料在SBS沥青中的改性机理。结果表明:纳米CaCO3、纳米ZnO和纳米TiO2质量分数比为1∶2∶1、总添加质量分数为4%时,对SBS沥... 采用纳米CaCO3、纳米ZnO和纳米TiO2复配纳米材料对SBS沥青进行改性,并优化了制备工艺条件;研究了表面活性剂纳米材料在SBS沥青中的改性机理。结果表明:纳米CaCO3、纳米ZnO和纳米TiO2质量分数比为1∶2∶1、总添加质量分数为4%时,对SBS沥青的改性效果和经济性最好;在反应温度170~180℃、反应时间40 min、最高剪切速率为7000 r/min、剪切次数为2次时,制备的纳米改性沥青的综合性能最优。纳米材料提高了沥青的热稳定性,增强了沥青的抗老化性能;非离子表面活性剂在纳米粒子表面形成反胶束,改变了纳米粒子表面性质,使得纳米材料在沥青中可以均匀分散和稳定存在。 展开更多

关键词 纳米材料 改性 分散稳定性 反胶束

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工业废渣复合胶凝材料泡沫轻质土制备及性能 被引量：16

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作者 赵正峰 王笑风 +4 位作者 王国栋 褚付克 闫毅军 王晔晔 殷卫永 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第6期2108-2116,共9页

为促进工业废渣资源化循环利用,制备工业废渣复合再生胶凝材料(RC)及相应泡沫轻质土。利用松香树脂类、蛋白类两种发泡剂和表面活性剂经高速剪切混溶制备复合类发泡剂,通过不同发泡剂种类、搅拌转速和搅拌时间下的RC泡沫土流动度、湿密... 为促进工业废渣资源化循环利用,制备工业废渣复合再生胶凝材料(RC)及相应泡沫轻质土。利用松香树脂类、蛋白类两种发泡剂和表面活性剂经高速剪切混溶制备复合类发泡剂,通过不同发泡剂种类、搅拌转速和搅拌时间下的RC泡沫土流动度、湿密度和抗压强度优选最佳工艺,不同湿密度和龄期下抗压强度对比RC泡沫土和水泥泡沫土力学性能,干缩和冻融循环试验对比RC泡沫土和水泥泡沫土耐久性,借助XRD分析RC泡沫土成分。结果表明,复合类发泡剂融合了松香树脂类发泡剂稳定性好和蛋白类发泡剂发泡倍数高的优势,RC泡沫土制备过程最佳搅拌转速为200 r/min,搅拌时间为2 min。RC和水泥两种泡沫土流动度均满足规范要求,初期抗压强度相当;随着龄期增加,RC泡沫土强度增长幅度高于水泥泡沫土,28 d和56 d龄期时RC泡沫土强度为水泥泡沫土强度的1.21倍和1.35倍。相同条件下RC泡沫土抗干缩和抗冻融性能优于水泥泡沫土。RC水化产物中增加了钙矾石,且水化硅酸钙含量高于水泥水化产物。 展开更多

关键词 道路工程 工业废渣 复合胶凝材料 泡沫轻质土 泡沫土 流动度 抗压强度 耐久性

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多尺度模型下自修复沥青路面中微胶囊力学分析 被引量：7

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作者 朱月风 司春棣 +3 位作者 张洪亮 乔亚宁 李彦伟 张增平 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2582-2590,I0018,I0019,共11页

为研究自修复型沥青路面中微胶囊的力学行为,应用离散元法从宏观、细观和微观三个尺度逐层确定模型和参数,构建了含微胶囊的沥青路面多尺度模型,分析了车辆重载作用下微胶囊的受力状况。然后,建立了单个微胶囊有限元分析模型,分析了囊... 为研究自修复型沥青路面中微胶囊的力学行为,应用离散元法从宏观、细观和微观三个尺度逐层确定模型和参数,构建了含微胶囊的沥青路面多尺度模型,分析了车辆重载作用下微胶囊的受力状况。然后,建立了单个微胶囊有限元分析模型,分析了囊壁和囊芯在机械力作用下的应力及位移分布;根据第一强度理论,找出了微胶囊最易破坏的位置,确定了微胶囊在沥青路面中需满足的抗裂性能要求。研究表明,在1.43MPa轮胎接地压力下,沥青混凝土中面层沥青砂浆内部的接触压力和接触拉力分别为0.347N和0.093N。通过微观尺度的分析可得,微胶囊的所受接触压力的均值为25mN,接触拉力为7.7mN。对单个微胶囊的有限元分析可得:在微胶囊受压区域主要为压应力的承载区域;受压区域附近位置,在垂直于厚度方向上承受较大的拉应力,并出现了第一强度理论主应力峰值,很可能为微胶囊最先开裂的位置,且从囊壁外侧开始破裂。 展开更多

关键词 沥青路面 微胶囊 多尺度 离散元 有限元 力学性能 抗裂性

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自修复型微胶囊在沥青路面中的受力分析及破裂机制 被引量：8

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作者 朱月风 赵向臻 +2 位作者 司春棣 闫涛 李彦伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期40-45,共6页

采用多尺度分析及复合材料断裂力学方法,研究了微胶囊材料在沥青路面中的力学性能需求以及微胶囊在微裂缝作用下的破裂机制。首先,应用离散元法从宏观、细观和微观三个尺度逐层确定模型和参数,构建含微胶囊的沥青路面多尺度模型,分析车... 采用多尺度分析及复合材料断裂力学方法,研究了微胶囊材料在沥青路面中的力学性能需求以及微胶囊在微裂缝作用下的破裂机制。首先,应用离散元法从宏观、细观和微观三个尺度逐层确定模型和参数,构建含微胶囊的沥青路面多尺度模型,分析车辆重载作用下微胶囊的受力行为。其次,以改进扩展有限元法研究含微胶囊的沥青胶浆复合材料的裂纹扩展,考察微胶囊材料参数、相对位置等因素对裂纹扩展路径的影响,确定微胶囊能够及时破裂并发挥自修复作用的性能要求。研究表明:在1.43 MPa轮胎接地压力下,沥青混凝土中面层沥青砂浆内部的接触压力和接触拉力分别为0.347 N、0.093 N;通过微观尺度的分析可得,微胶囊所受接触压力的均值为25 mN,接触拉力的均值为7.7 mN。复合材料断裂力学分析表明,当微胶囊的弹性模量小于沥青胶浆基体的弹性模量时,微胶囊的存在对裂尖断裂参数起强化作用,微裂纹朝着微胶囊扩展,使得微胶囊及时破裂并发挥自修复功能。在微胶囊材料选择和制备时,可应用先进技术(如纳米压痕技术或原子力显微镜等)对微胶囊的力学性能参数进行测量,以使其满足沥青路面中的使用要求。 展开更多

关键词 沥青路面 微胶囊 多尺度 离散元 断裂力学

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沥青标号和用量对再生沥青混合料性能的影响 被引量：5

5

作者 朱月风 司春棣 +1 位作者 乔亚宁 李彦伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期6086-6092,共7页

为研究新沥青标号和用量对回收沥青路面材料(RAP)再生沥青混合料性能的影响,分别选取70^(#)和90^(#)道路石油沥青,以最佳新沥青掺量(OAC)为基准,分别制备OAC、OAC+0.5%和OAC-0.5%,RAP掺量分别为0%、20%和40%的再生沥青混合料。通过沥青... 为研究新沥青标号和用量对回收沥青路面材料(RAP)再生沥青混合料性能的影响,分别选取70^(#)和90^(#)道路石油沥青,以最佳新沥青掺量(OAC)为基准,分别制备OAC、OAC+0.5%和OAC-0.5%,RAP掺量分别为0%、20%和40%的再生沥青混合料。通过沥青混合料动态模量试验、疲劳试验、低温圆盘拉伸试验和冻融循环试验分析了不同沥青混合料的性能;接着,为更好地区分不同再生沥青混合料的抗裂性能,萃取得到不同再生沥青混合料中的沥青,对沥青进行高温DSR频率扫描试验,应用G-R常数分析不同沥青的抗裂性能。结果表明:当新加沥青较软、掺量较高,而RAP掺量较低时,再生沥青混合料的抗疲劳开裂能力及抗低温抗裂能力更强;反之,当新沥青较硬,RAP掺量较高时,再生沥青混合料的硬度较高,有较好的抗车辙能力。当新加沥青为70^(#)沥青,掺量为OAC-0.5%、40%RAP时,再生沥青混合料低温性能不满足要求。水稳定性分析表明,一次冻融循环用于评价再生沥青混合料的水稳定性具有一定局限性;两次冻融循环试验表明,再生沥青混合料的水稳定性比新沥青混合料差。沥青G-R常数分析表明,低标号沥青的RAP掺量较高时,萃取的沥青更接近开裂标线,更易发生开裂行为。 展开更多

关键词 沥青标号 RAP 最佳沥青用量 抗裂性能 G-R常数

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基于公交IC卡和AVL数据的公交客流OD推算 被引量：5

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作者 张文胜 卢梦 +2 位作者 朱冀军 闫涛 段钊宁 《计算机应用与软件》 北大核心 2021年第7期100-105,共6页

针对国内城市公交乘客下车不用刷卡,无法获知下车站点的问题,利用公交IC刷卡数据、AVL数据和公交站点数据,提出公交站点吸引强度与公交出行链结合的公交客流OD推算方法。基于时间匹配方法融合IC刷卡数据和AVL数据,设立时间匹配弹性因子... 针对国内城市公交乘客下车不用刷卡,无法获知下车站点的问题,利用公交IC刷卡数据、AVL数据和公交站点数据,提出公交站点吸引强度与公交出行链结合的公交客流OD推算方法。基于时间匹配方法融合IC刷卡数据和AVL数据,设立时间匹配弹性因子,提高乘客上车站点识别率;针对不同乘客公交出行行为,采用多时段公交站点吸引强度与公交出行链结合的方法,实现下车站点的推算,在集计层面基于最小二乘法判断模型有效性。以石家庄市公交客流为例进行验证,乘客上车站点匹配率提高了15.51百分点,乘客下车站点推算成功率稳定在90%,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 城市交通 公交客流OD推算 多时段公交站点吸引强度 公交IC卡数据 公交AVL数据

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超高掺量胶粉改性沥青性能 被引量：12

7

作者 蔡斌 余功新 +1 位作者 李彦伟 薛善光 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期117-123,共7页

为提高胶粉改性沥青中胶粉掺量,加大废旧胶粉利用率,针对目前胶粉改性沥青中胶粉掺量较低问题,优化胶粉改性沥青制备工艺,制备超高掺量(40%)胶粉改性沥青。采用三大指标、TFOT试验和PAV试验研究超高掺量胶粉改性沥青基本性能与老化性能... 为提高胶粉改性沥青中胶粉掺量,加大废旧胶粉利用率,针对目前胶粉改性沥青中胶粉掺量较低问题,优化胶粉改性沥青制备工艺,制备超高掺量(40%)胶粉改性沥青。采用三大指标、TFOT试验和PAV试验研究超高掺量胶粉改性沥青基本性能与老化性能;基于DSR试验和BBR试验确定超高掺量胶粉改性沥青PG分级性能,采用拉伸试验评价超高掺量胶粉改性沥青黏韧性,通过TGA试验、荧光显微镜试验和SEM试验揭示超高掺量胶粉改性沥青的微观性能。结果表明:超高掺量胶粉改性沥青180℃旋转黏度低于4.0Pa·s,其低温抗裂性和抗老化性能均优于常规掺量胶粉改性沥青;超高掺量胶粉改性沥青高温抗车辙性略有下降,但疲劳极限温度低于常规掺量胶粉改性沥青,确定其性能等级为PG 88-34;超高掺量胶粉改性沥青柔韧性占黏韧性比重为88.0%,是常规掺量胶粉改性沥青的2.1倍;180℃环境下,超高掺量胶粉改性沥青热稳定性最好;在保留一定弹性核心的基础上超量胶粉被降解为细小颗粒溶于沥青,决定了其宏观性能上良好的存储稳定性。 展开更多

关键词 道路工程 超高掺量胶粉 胶粉改性沥青 路用性能 微观性能

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不同类型橡胶粉与SBS复合改性沥青的性能特征分析 被引量：33

8

作者 王笑风 吕小武 +2 位作者 褚付克 冯明林 胡光胜 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第11期3695-3702,共8页

以橡胶粉类型(硫化橡胶粉和脱硫橡胶粉)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)及其掺量等因素为变量,分析改性沥青三大指标、力学指标、存储稳定性等性能特征以及改性机理。结果表明:硫化橡胶粉改性沥青对掺量有较强的敏感性,在1.5%SB... 以橡胶粉类型(硫化橡胶粉和脱硫橡胶粉)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)及其掺量等因素为变量,分析改性沥青三大指标、力学指标、存储稳定性等性能特征以及改性机理。结果表明:硫化橡胶粉改性沥青对掺量有较强的敏感性,在1.5%SBS和橡胶粉复合改性时,SBS对硫化橡胶粉改性沥青影响程度较脱硫胶粉而言更为显著;在20%掺量下硫化橡胶粉对沥青的破坏能量提升更明显,且SBS在硫化橡胶粉沥青内部分散效果更好,对其破坏能量改善效果更为显著;硫化橡胶粉和脱硫橡胶粉改性沥青都会存在离析现象,相对而言脱硫橡胶粉沥青的离析更为显著,且SBS能更明显改善脱硫橡胶粉沥青的稳定性,在道路工程中推荐使用硫化橡胶粉和SBS复合改性沥青。 展开更多

关键词 硫化橡胶粉 脱硫橡胶粉 SBS 改性沥青 性能特征

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废胎胶粉复合改性高黏沥青复配体系 被引量：5

9

作者 常迅夫 王笑风 毋存粮 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第11期4592-4599,共8页

为研究胶粉复合改性高黏沥青复配体系的显著性影响程度及机理,选择废胎胶粉种类、废胎胶粉掺量、SBS掺量、补强剂掺量、增塑剂掺量5个试验变量制备复合改性高黏沥青。设计五因素四水平正交试验,通过极差分析研究各因素对改性沥青针入度... 为研究胶粉复合改性高黏沥青复配体系的显著性影响程度及机理,选择废胎胶粉种类、废胎胶粉掺量、SBS掺量、补强剂掺量、增塑剂掺量5个试验变量制备复合改性高黏沥青。设计五因素四水平正交试验,通过极差分析研究各因素对改性沥青针入度、延度、软化点、黏韧性和60℃动力黏度5个技术指标的影响。结果表明:补强剂掺量对针入度影响最大,增塑剂次之;胶粉掺量对60℃动力黏度影响最大,与补强剂协同作用于软化点;SBS掺量对延度影响最大;黏韧性无明显规律。综合考虑各因素,得出胶粉合金添加剂的较优制备方案是:选择卡车轮胎胶粉,各物料以质量分数计,废胎胶粉SBS补强剂增塑剂=100241019。较优制备方案下,通过双螺杆挤出工艺制备胶粉合金高黏添加剂,且掺量为25%时,废胎胶粉复合改性高黏沥青表现出优秀的高低温性能,沥青黏度和路用性能明显提升。 展开更多

关键词 废胎胶粉 复配体系 高黏沥青 正交试验 极差分析

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微藻油改性沥青耐老化性能研究 被引量：3

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作者 殷卫永 任刚 +3 位作者 王笑风 韩战涛 任文博 李佳佳 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第5期1838-1845,共8页

为缓解石油沥青短缺局势,探索微藻油用于沥青改性可行性及改性沥青长期性能,将微藻液经降解、离心、萃取得到微藻油并制备改性沥青。通过不同微藻油掺量下改性沥青延度、软化点和黏度确定微藻油最佳掺量,通过高低温流变试验、混合料路... 为缓解石油沥青短缺局势,探索微藻油用于沥青改性可行性及改性沥青长期性能,将微藻液经降解、离心、萃取得到微藻油并制备改性沥青。通过不同微藻油掺量下改性沥青延度、软化点和黏度确定微藻油最佳掺量,通过高低温流变试验、混合料路用性能试验分析微藻油改性沥青经旋转薄膜烘箱(RTFOT)短期老化、压力老化容器(PAV)长期老化和紫外老化后性能变化并与SBS改性沥青对比,借助红外光谱分析微藻油改性沥青分子结构组成。结果表明:微藻油掺量为30%(外掺质量分数)时,改性沥青延度达到最大值,软化点和黏度满足改性沥青要求;微藻油改性沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青经RTFOT短期老化后性能差异不显著,微藻油改性沥青耐PAV长期老化和耐紫外老化性能优于SBS改性沥青,尤其是耐紫外老化性能更优。红外分析表明两种改性沥青均含有乙烯基双键、芳香族C—H、甲基和亚甲基等类似成分,但芳香族C—H、伸缩C—C成分含量存在差异。微藻油改性沥青比SBS改性沥青增加的酰胺不饱和基团和羧基利于改性沥青形成网络分子结构。 展开更多

关键词 道路材料 微藻油 改性沥青 老化 流变 路用性能 红外光谱

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生物聚合物-壳聚糖对粉土固化性能的影响

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作者 常迅夫 王笑风 翟文涵 《人民长江》 北大核心 2023年第S02期211-215,共5页

壳聚糖由甲壳素脱乙酰化获得,是一种生物聚合物环保材料,可用于土壤固化。以豫东黄泛区粉土为研究对象,研究了壳聚糖粉末及其乙酸溶液对固化粉土性能的影响。试验结果表明:壳聚糖粉末及其溶液固化土相比于素土具有更好的力学性能,7 d无... 壳聚糖由甲壳素脱乙酰化获得,是一种生物聚合物环保材料,可用于土壤固化。以豫东黄泛区粉土为研究对象,研究了壳聚糖粉末及其乙酸溶液对固化粉土性能的影响。试验结果表明:壳聚糖粉末及其溶液固化土相比于素土具有更好的力学性能,7 d无侧限抗压强度分别是素土的1.9和3.3倍,7 d间接抗拉强度分别是素土的2.6倍和4.2倍;经冻融循环后壳聚糖固化土试件的强度衰减幅度明显低于素土试件。红外光谱及扫描电子显微照片表明,壳聚糖溶液固化土主要是通过化学键吸附及成膜团聚来提高土壤试件的力学强度。 展开更多

关键词 生物聚合物固化剂 壳聚糖 固化土 力学性能

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