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基于沥青微观形貌与流变性研究SBS改性对其老化的影响 被引量:9
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作者 代震 沈菊男 石鹏程 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期578-587,共10页
通过考察沥青的纳米微观形貌和流变性变化,探讨了SBS改性剂对沥青老化性能影响的微观机理。用原子力显微镜(AFM)测定SBS改性前后2种沥青的3种老化状态[原状、旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)、RTFOT+压力容器老化(PAV)]的微观形貌变化。同时,... 通过考察沥青的纳米微观形貌和流变性变化,探讨了SBS改性剂对沥青老化性能影响的微观机理。用原子力显微镜(AFM)测定SBS改性前后2种沥青的3种老化状态[原状、旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)、RTFOT+压力容器老化(PAV)]的微观形貌变化。同时,利用旋转黏度计(RV)和动态剪切流变仪(DSR)测定了2种沥青在上述3种不同老化阶段的135℃旋转黏度、抗车辙因子和疲劳开裂因子。结果表明,加入SBS改性剂,在原状和RTFOT+PAV老化阶段,比相应的基质沥青增加了"蜂状结构"的"崎岖"程度,但在RTFOT老化阶段,"崎岖"程度则减轻;因老化而引起的"蜂状结构"数量的减少,与沥青黏度增加和抗车辙因子指标增大的趋势正相关;表征"蜂状结构"AFM因子中的面积差因子与沥青老化进程中旋转黏度和抗车辙因子指标呈现显著线性相关的关系。 展开更多
关键词 道路工程 AFM形貌图 蜂状结构 沥青老化 流变性
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全气候沥青混合料中老化沥青的微观性能非线性模型 被引量:8
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作者 潘晓峰 祝鸿 +2 位作者 石鹏程 刘燕 沈菊男 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期780-785,共6页
采用凝胶渗透色谱(GPC)和傅里叶红外光谱(FTIR)技术,分别从功能团和分子水平角度,探索了沥青混合料AC-13,SMA-13,SUP-13在全气候多因素综合加速老化条件下沥青的内在老化规律.阐述了沥青老化时的微观变化,同时建立了非线性模型.结果表明... 采用凝胶渗透色谱(GPC)和傅里叶红外光谱(FTIR)技术,分别从功能团和分子水平角度,探索了沥青混合料AC-13,SMA-13,SUP-13在全气候多因素综合加速老化条件下沥青的内在老化规律.阐述了沥青老化时的微观变化,同时建立了非线性模型.结果表明:建立的非线性模型可以很好地模拟沥青的老化速率和最终老化程度;随老化时间的增加,沥青中大粒径分子、中粒径分子和羰基含量变大,小粒径分子和丁二烯基含量变小;沥青混合料SMA-13的抗老化性能较SUP-13和AC-13更佳. 展开更多
关键词 道路工程 非线性模型 凝胶浸透色谱 傅里叶红外光谱 老化速率
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排水路面双改性高黏沥青性能优化技术及内在规律 被引量:12
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作者 许志杨 沈菊男 王丽丽 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第23期246-251,共6页
废轮胎橡胶粉(crumb rubber modifier,CRM)和苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)双改性沥青具有很好的路用性能;但它的性能与生产工艺有很大关系。探讨CRM和SBS改性剂沥青生产工艺及性能的优化。研究选用两种沥青,采用不同的剪拌工艺制... 废轮胎橡胶粉(crumb rubber modifier,CRM)和苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)双改性沥青具有很好的路用性能;但它的性能与生产工艺有很大关系。探讨CRM和SBS改性剂沥青生产工艺及性能的优化。研究选用两种沥青,采用不同的剪拌工艺制备双改性沥青,进行60℃动力黏度、135℃布氏黏度、三大指标、动态剪切流变的试验。研究发现:①先加SBS在沥青中剪切再加CRM(SSRM)搅拌双改性沥青的60℃动力黏度最高,抗车辙因子也最好;②通过SSRM工艺制得的4.5%SBS,8%CRM含量的双改性沥青的抗车辙性能优异,60℃动力黏度也远远高于排水路面用改性沥青60℃动力黏度20000Pa·s的要求;③CRM与SBS双改性沥青的60℃动力黏度与三大指标、抗车辙因子有着明显的线性关系,但与135℃布氏黏度没有明显的线性关系。 展开更多
关键词 双改性 拌和方式 CRM SBS 沥青性能 规律
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基于原子力显微镜技术对全气候老化沥青的老化非线性预测 被引量:3
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作者 许志杨 沈菊男 +3 位作者 刘燕 石鹏程 宋旭艳 李新生 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期288-293,316,共7页
采用全气候加速老化箱对马歇尔成型的SMA-13、AC-13沥青混合料分别进行0、1000、2000及3000h的老化,对混合料中的老化沥青进行抽提。沥青老化后的形貌高度(Height)、粘附力(Adhesion)以及模量(Modulus)用原子力显微镜(AFM)进行量化。选... 采用全气候加速老化箱对马歇尔成型的SMA-13、AC-13沥青混合料分别进行0、1000、2000及3000h的老化,对混合料中的老化沥青进行抽提。沥青老化后的形貌高度(Height)、粘附力(Adhesion)以及模量(Modulus)用原子力显微镜(AFM)进行量化。选用Verhulst模型,采用1stOpt的LM+通用全局优化法对试验数据进行非线性拟合,分别建立AFM试验指标与老化时间(t)之间的非线性微分模型。结果表明:在全气候老化条件下,非线性方程可以精确地从微观角度对沥青混合料中沥青的老化规律进行描述,模型参数L和r对老化状态和老化速率进行量化。随着老化时间的增长,形貌粗糙度值降低,粘附力和模量的粗糙度值增加。 展开更多
关键词 非线性预测 原子力显微镜 沥青 老化
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废轮胎橡胶粉对复合改性沥青老化的多尺度性能影响 被引量:11
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作者 许志杨 沈菊男 +3 位作者 宋旭艳 俞锋 蒋涛 张立力 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第2期357-365,共9页
为了研究废轮胎橡胶粉(CRM)对复合改性沥青老化的影响,本文对SBS掺量4.5%不变,改变CRM掺量为0、6%、10%和14%制备复合改性沥青。对旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)老化前后的沥青分别进行动态剪切流变分析,原子力显微分析和傅里叶红外光谱分析... 为了研究废轮胎橡胶粉(CRM)对复合改性沥青老化的影响,本文对SBS掺量4.5%不变,改变CRM掺量为0、6%、10%和14%制备复合改性沥青。对旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)老化前后的沥青分别进行动态剪切流变分析,原子力显微分析和傅里叶红外光谱分析,多尺度分析CRM对复合改性沥青老化的影响。研究发现:CRM的掺入使得沥青蜂状结构变得细小、分散,老化后沥青表面变得粗糙,微观力学性能与宏观力学性能都有所增强;CRM增强了沥青的弹性性能和抗形变性能,增大黏附力和杨氏模量,使沥青整体粗糙,CRM对复合改性沥青的老化有一定的抑制作用,对于SBS老化过程中的分解没有影响;RTFOT前后,沥青抗车辙因子与R q和杨氏模量都有明显的线性关系,抗车辙因子与黏弹性没有明显的线性关系。 展开更多
关键词 废轮胎橡胶粉 复合改性 RTFOT老化 多尺度性能
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基于原子力显微镜的沥青再生机理 被引量:6
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作者 李静 石鹏程 沈菊男 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第8期3272-3279,共8页
沥青的老化严重影响了沥青混合料在实际应用中的耐久性,为了研究沥青的老化和再生机理,将基质沥青进行SHRP(strategic highway research program)老化,利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)和动态剪切流变仪(dynamic shear rh... 沥青的老化严重影响了沥青混合料在实际应用中的耐久性,为了研究沥青的老化和再生机理,将基质沥青进行SHRP(strategic highway research program)老化,利用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)和动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer,DSR)技术研究不同掺量的基质沥青和再生剂对老化沥青的再生效果。结果表明:基质沥青和再生剂均能对老化沥青产生再生效果,且随着它们掺量的增大,再生效果变好;老化沥青表面微观结构粗糙不均匀,基质沥青和再生剂的加入有效改善其表面微观形貌,降低其黏附力和粗糙度指标,同时使老化沥青相位角增大、复数剪切模量和抗车辙因子减小;温度的升高有助于再生剂在老化沥青中的扩散。可见再生剂的主要再生机理是增加并扩散老化沥青中缺失的组分。 展开更多
关键词 原子力显微镜 沥青 老化和再生 动态剪切流变仪
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