改性沥青非线性粘弹性本构关系研究及应用_詹小丽
高粘高弹改性沥青粘温特性研究
高粘高弹改性沥青粘温特性研究沈凡;任莉;陆超;胡月平【摘要】The influences of viscosity with testing time,revolving speed and torque were researched by Brookfield viscometer.On this basis,the viscosity-temperature property with different SBS dosage and different rubber powder dosage was analyzed.The results show that the viscosity of asphalt is remarkable improved,and the temperature sen-sibility is lower,after adding tackifying resin to asphalt.%采用布洛克菲尔德旋转粘度计(Brookfield)研究测试时间、转速、扭矩等因素对粘度的影响，并对比分析了不同SBS掺量、不同橡胶粉掺量等对高粘高弹改性沥青的粘温特性。
研究结果表明：增粘组分的加入能大幅度提升沥青的粘度，且具备更低的温度敏感性。
【期刊名称】《建材世界》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P5-8)【关键词】改性沥青;粘温特性;扭矩;转速【作者】沈凡;任莉;陆超;胡月平【作者单位】武汉工程大学材料科学与工程学院，武汉 430073;武汉工程大学材料科学与工程学院，武汉 430073;武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉400070;浙江电瓷厂有限责任公司，衢州 324002【正文语种】中文粘度是对流体流变特性的一种表征，反映流体发生流动时其内部分子间摩擦阻力的大小。
对沥青而言，其粘度对混合料的施工和易性及施工温度有很大的影响［1］。
目前粘度的测定方法主要有粘度杯法、真空毛线管法以及旋转布什粘度法。
喷涂聚脲弹性体黏弹-高弹本构模型的研究
510 引言喷涂聚脲弹性体（下称聚脲）为嵌段高分子材料，其工程力学性能优异，在抗拉强度、断裂延伸率、抗撕裂强度及抗冲击性能上均有较好表现，因而在结构防护领域得到了较为广泛应用。
尤其是喷涂聚脲弹性体技术的快速固化和环保低碳特征，进一步提升了该材料的应用范围和发展潜力。
目前，国内外众多学者对聚脲的力学性能及最受关注的抗冲击防护性能均进行了一定研究，取得了较为显著的成果。
Sarva [1]为研究聚脲材料的力学性能应变率相关性，进行了宽泛加载速率下（0.001～10 000/s）的单轴压缩试验，结果表明，聚脲在低应变率加载时体现为类橡胶力学行为，而在高应变率下则表现出皮革态。
Guo [2-3]基于Sarva 研究成果，认为通过高弹模型及黏弹性模型分别描述聚脲在低应变率下的橡胶力学行为及高应变率下率相关性可获得更加理想的结果，其采用分别建模的方式，建立了聚脲材料的三维黏弹－高弹本构模型，可较好复现不同温度及宽泛应变率工况下的试验结果。
不同于上述本构方程的复杂性及参数众多性，Wang [4]从经典高弹Mooney-Rivlin 模型出发，引入率效应项，建立了率相关Mooney-Rivlin 模型，该模型可描述中等加载条件下聚脲力学行为响应。
Liu 等[5]在此基础上结合5参数Mooney-Rivlin 模型及ZWT 本构，并将温度与应力关系以二次函数拟合，得到了考虑率效应及温度效应的聚脲弹性体压缩力学性能黏弹－高弹本构关系。
国内文献方面，大多关注于聚脲的冲击防护性能研究，如许帅[6]对无涂覆铝板、三明治结构及层状聚脲涂覆结构在子弹冲击载荷下的动能耗散进行了试验及仿真研究，为抗冲击结构设计提供了一定参考；代利辉[7]则针对水下爆炸应用场景，研究了涂层涂覆位置及涂覆厚度与冲击变形间的基本规律。
但国内文献对于聚脲本身力学特性及本构模型的研究较为匮乏。
鉴于聚脲力学行为的复杂性及其在实际应用中的重要性，本文将基于上述研究中所存在的模型参数多，试验工作量大，工程实际应用难度高等问题，依据橡胶类材料连续介质理论，从工程应用角度出发，对喷涂型聚脲弹性体的力学行为进行研究，并构建起参数相对较少，试验规模相对较小，且可较好描述其在有限变形条件下力学行为的本构模型，从而为其工程便利化设计提供理论参考。
弹性丙烯酸乳液改性水性沥青防水防锈涂料的研制与性能
弹性丙烯酸乳液改性水性沥青防水防锈涂料的研制与性能陈中华;张耀宗;彭亮【摘要】选用3种不同的弹性丙烯酸乳液Carboset AE-960、Carboset RPT 3030和Carboset 26930分别与乳化沥青共混,制备水性沥青防水防锈涂料.讨论了不同弹性丙烯酸乳液的用量对漆膜力学性能和防腐性能的影响,确定其较佳用量为25％(质量分数),颜填料体积浓度(PVC)为20.5％,以此用量制备的水性沥青漆膜的撕裂强度为3.6～4.5 kN/m,断裂伸长率为624％～843％,漆膜粘结强度为0.7～1.0 MPa,耐高温110°C以上,耐低温低于-20°C,产品性能高于水乳型沥青防水涂料的行业标准.此3种改性水性沥青涂料作为面漆分别与环氧富锌底漆配套使用后,所得漆膜的防腐性能明显提高,耐水时间均超过50 d,耐盐雾时间为384～600 h.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2019(038)006【总页数】6页(P235-240)【关键词】乳化沥青;防水涂料;丙烯酸乳液;改性;防锈;力学性能【作者】陈中华;张耀宗;彭亮【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州 510640;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州 510640;广州集泰化工股份有限公司,广东广州510700【正文语种】中文【中图分类】TQ630建筑防水材料是一种功能材料，它涂在建筑物表面能够起到防止水渗透的作用。
目前主流的建筑防水材料主要是堵漏防水材料、刚性防水材料、柔性防水材料、防水卷材、防水涂料等五大类。
防水涂料成膜致密程度高，防水效果好，易于施工及维护，并且水性涂料具有无毒、无味、不燃等特点，是未来涂料发展的主要方向[1]。
由于沥青具有疏水性，对沥青进行改性可以制备多种防水材料，而沥青类防水涂料在建筑防水涂料中占有很大比重[2]。
水乳型沥青防水涂料是一种水性涂料，以乳化沥青作为主要成膜物质，再通过加入高分子材料进行改性而得到。
热固性聚氨酯改性沥青桥面铺装材料制备及性能研究
第 54 卷第 7 期2023 年 7 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.7Jul. 2023热固性聚氨酯改性沥青桥面铺装材料制备及性能研究杨帆1，丛林1，龚红仁1，袁俊杰2，史佳晨1，侯毓栋1(1. 同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海，201804；2. 同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海，201804)摘要：为研究热固性聚氨酯改性沥青(TPUA)桥面铺装材料的制备及性能变化规律，基于响应曲面法，以桥面铺装性能最优为目标，并结合层次分析法对TPUA 混合料的制备工艺进行优化；对比SBS 沥青和环氧沥青混合料，对不同改性剂掺量下的TPUA 混合料进行综合性能分析。
研究结果表明：在恒温养护条件下，TPUA 混合料强度随时间的变化过程满足指数增长关系，且温度对于TPUA 混合料的强度形成具有促进作用；在PU 改性剂掺量超过30%后，TPUA 混合料具有比传统SBS 沥青混合料更加优异的力学性能、水稳定性和高温抗变形性能；此外，在室温下，TPUA 混合料具有比环氧沥青和SBS 沥青混合料更优异的抗断裂性能；TPUA 混合料的低温最大弯拉应变能够达到8 000με，且低温断裂能为对比组混合料的3倍以上，具有优异的低温柔韧性。
关键词：热固性聚氨酯；改性沥青；桥面铺装；响应曲面法；路用性能中图分类号：U414 文献标志码：A 开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2023）07-2841-12Preparation and performance research of thermosetting polyurethane modified asphalt bridge deck pavement materialsYANG Fan 1, CONG Lin 1, GONG Hongren 1, YUAN Junjie 2, SHI Jiachen 1, HOU Yudong 1(1. The Key Laboratory of Road and Traffic Engineering, Ministry of Education, Tongji University,Shanghai 201804, China;2. The Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials, Ministry of Education, Tongji University,Shanghai 201804, China)收稿日期： 2022 −08 −11； 修回日期： 2022 −10 −11基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(52178433，52008311，51878499)；中央高校基本科研业务费资助项目(22120200447，22120220120)；国家留学基金委资助项目(202106260113)；上海市科委科研计划项目(21ZR1465700，19DZ1204200)；上海市交委科研计划项目(JT2021-KY-014) (Projects(52178433, 52008311, 51878499) supported by the National Natural Science Foundation of China; Projects(22120200447, 22120220120) supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities; Project(202106260113) supported by the China Scholarship Council; Projects (21ZR1465700, 19DZ1204200) supported by the Science and Technology Commission of Shanghai Municipality; Project (JT2021-KY-014) supported by the Shanghai Municipal Transportation Commission)通信作者：丛林，博士，教授，从事高性能聚合物改性沥青及其铺装材料、道路结构与新材料等研究；E-mail ：******************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.07.028引用格式： 杨帆, 丛林, 龚红仁, 等. 热固性聚氨酯改性沥青桥面铺装材料制备及性能研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(7): 2841−2852.Citation: Y ANG Fan, CONG Lin, GONG Hongren, et al. Preparation and performance research of thermosetting polyurethane modified asphalt bridge deck pavement materials[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(7): 2841−2852.第 54 卷中南大学学报(自然科学版)Abstract:To study the preparation and performance change law of thermosetting polyurethane modified asphalt (TPUA) bridge deck pavement materials, based on the response surface method, aiming at the optimal performance of bridge deck pavement, and combined with the analytic hierarchy process, the preparation processof TPUA mixture for bridge deck pavement was optimized. The comprehensive performance of the TPUA mixture with different modifier dosage was analyzed by comparing the SBS asphalt and epoxy asphalt mixture. The results show that the change process of TPUA mixture strength with time conforms to the exponential growth under the condition of constant temperature curing. Temperature can promote the strength formation of the TPUA mixture. When the dosage of the PU modifier exceeds 30%, the TPUA mixture has better mechanical properties, water stability and high-temperature deformation resistance than those of the SBS asphalt mixture. In addition, the TPUA mixture has better fracture resistance than that of epoxy asphalt and SBS asphalt mixture at room temperature. At low temperature, the maximum flexural tensile strain of the TPUA mixture can reach 8 000με, andits low-temperature fracture energy is more than 3 times of the control groups. TPUA mixture has excellent low-temperature flexibility.Key words: thermosetting polyurethane; modified asphalt; bridge deck pavement; response surface method; pavement performance桥面铺装作为桥梁的重要组成结构，起到了分散车辆荷载、防止雨水浸入和减小车轮对桥面板直接磨耗的作用[1−2]。
泰普克改性沥青SMA研究及其在钢桥面的应用
——— 雨毳
含水 卓 亲水 系数
外观
０． ％ １ ０． ９
无 团 粒 ． 螭 块 不
使用 德 国 Ｊ Ｓ纤维 素 集 团公 司 进 Ｅ 的 颗 粒状 Ｒ ｌ
木 质素纤 维（ 油 量为 ２ ％ ）掺 量为沥青 混 合料 的 含 ０ ，
０． ％ ． ４
表 ４ Ｓ Ａ级配设 计 Ｎ
作者 简介： 吴矿怀（９９ ． １ 一）男 讲师 、 ６ 硕士 ； 主要研究方向 ： 路面工程
维普资讯
第 ２期
吴旷怀 等 ： 普克改性 沥青 Ｓ Ａ研究及 其在 钢桥 面 的应 用 泰 Ｍ
表 ３ 矿粉抽样试验结果
Ｔ ｂ ｅ ３ Ｔ ｓｉｇ ｒｓ ｌ ｏ ａ ｌ ｇ ａ ｌ ｅ ｔ ｅ ｕ ｔ ｆｓｍｐ ｉ ｎ ｎ
Ｔ ｂｅ５ Ｍａｓｅ ｔＢＩ ｓ ｌ ａ ｌ ｒ Ｕ ｅｔ１ ｒ ｕｔ ｈ ｉｇ ｅ
采用 目 标配合 比沥青混合料进行谢伦堡沥青 析漏试验、 肯塔堡飞散试 验和车辙试验 ， 试验结果
摘
５０２） １６０
要 ：站台广州 内环钢桥 面镛 暮工程 ， 时秦普 克玫性 ＿青 Ｓ Ａ的各项路用性能进行 了试验研 宽． 砀 Ｍ 蛄果表明 ： 其
各 项性 能指标达标 ， 且在钢箱粱桥 面铺暮的使 用效果 良好 ．
关键词 ：泰普克政性 辑青 ｓ ； ＭＡ 钢桥 面镭暮 ： 究应用 研
Ｔ ｂｅ４ Ｓ ａ ｌ ＭＡ ｎ ｅ ｉ ｇｄ ｓ 印
２ ２ 泰普 克改性 沥青 Ｓ ． ＭＡ路 用性能
（ 面各 击 ５ ， 实 温 度 １０Ｃ） 行 马 歇 尔 试 双 ｏ次 击 ７＂ 进
采用 目 配合 比沥青混合料制作 马歇 尔试件 验 ， 标 其试验结果列于表 ５ 表 ５ 马歇尔试验结果汇总
沥青性能指标分析及改性沥青等级选择
沥青性能指标分析及改性沥青等级选择王丽丽;杨泉华;吕锡坤【摘要】沥青是一种黏弹性材料,无论是黏性还是弹性都取决于温度和荷载作用时间.文章根据美国实测公路研究计划提出的沥青结合料性能规范,结合苏州地区路面温度,选择改性沥青的等级并测试了其路用性能.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2016(013)005【总页数】3页(P16-18)【关键词】沥青胶结料;性能指标;改性沥青;性能等级【作者】王丽丽;杨泉华;吕锡坤【作者单位】苏州交通工程集团有限公司,江苏苏州215000;苏州交通工程集团有限公司,江苏苏州215000;苏州交通工程集团有限公司,江苏苏州215000【正文语种】中文【中图分类】U414沥青是一种黏弹性材料，无论是黏性还是弹性都取决于温度和荷载作用时间。
高温或长久荷载作用时呈黏性流体，低温或瞬时荷载作用时呈弹性固体，一般温度及荷载作用下呈黏弹性。
沥青主要由高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成，以沥青为胶结料的路用性能受沥青流变性的影响远大于它的化学成分对路用性能的影响，因此我国现行规范规定了针对沥青物理特性的试验，如针入度、软化点、延度等检测项目［1-2］。
美国战略公路研究计划提出了沥青结合料性能规范，其特点是各项指标与各项路用性能直接相关。
（1）黏性。
在高温条件下，沥青呈黏性，沥青的黏性是指沥青在外力作用下抵抗剪切变形的能力。
黏度是描述液体流动阻力的材料特性，用运动黏度、动力黏度、旋转黏度表示沥青的黏性。
（2）感温性。
沥青的感温性是指沥青对温度变化的敏感性，沥青材料在高温时会软化，低温时会脆化，用针入度指数表征沥青温度敏感性。
（3）黏附性。
沥青黏附性是指沥青与石料之间相互作用所产生的吸附能力，用水煮法、浸水法试验测试沥青与集料的黏附性。
（4）耐久性。
沥青的耐久性是沥青性质随时间变化的现象，也就是沥青的老化。
沥青老化后针入度变小，软化点变大，延度变小。
用薄膜烘箱、旋转薄膜烘箱、Superpave规范中压力老化容器测试沥青的老化指标。
高黏度改性剂对沥青性能的影响
度后，25℃ 针入度基本维持在 40（ 0． 1 mm） 左右。 2． 2 TPS 对软化点的影响
采用环与球法测试沥青的软化点。沥青软化点 随 TPS 掺量变化曲线如图 2。由图 2 可看出：
1） 沥青软化点随着 TPS 掺量的增加呈现增加 的趋势；
2） 对基质沥青而言，TPS 掺量在 12% 以后，软 化点提高的趋势变 缓，对 SBS I-D 改 性 沥 青 而 言， TPS 掺量在 4% 以后软化点提高较缓。
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重 庆 交 通 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版）
第 30 卷
（ 续表 1）
试验项目
90# A 级 70# A 级
黏度（ 135℃ ） / （ Pa·s）
0． 382 0． 403
RTFOT 质量损失 / % 针入度比 /%
后 延度（ 10℃ ，5cm / min） / cm
－ 0． 2 67． 6 10． 7
90# A 级 70# A 级
84． 0 64． 0
46． 5 48． 5
87． 4 24． 8
9． 4
5． 0
SBS I-D 53． 3 62． 8 44． 0 23． 2
收稿日期： 2011 － 04 － 26； 修订日期： 2011 － 06 － 01 基金项目： 江西省交通厅科技项目（ 200832） 作者简介： 丛卓红（ 1979 － ） ，女，山东乳山人，讲师，博士，主要从事路面材料及养护方面的工作。E-mail： czhwh05@ 163． com。
表 2 TPS 的物理性能 Tab． 2 Physical performance of TPS
形状 颜色 比重 单位体积重量