橡胶粉-石油沥青交联机制及高温流变特性

为了研究橡胶粉-石油沥青的交联机制及橡胶粉改性沥青的高温流变性能，通过基本性能、动态剪切流变和傅里叶红外光谱试验对橡胶粉改性沥青材料的高温流变性能和两种材料之间的交联机制进行研究。研究结果表明：橡胶粉可有效改善基质沥青的高低温性能，基质沥青针入度值较橡胶粉改性沥青增大86.44%，软化点较橡胶粉改性沥青减小24.28%，橡胶粉改性沥青的5 ℃延度较基质沥青减小49.32%，同时橡胶粉改性沥青的复数模量和车辙因子显著高于基质沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青，相位角明显小于其他两种沥青。基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青和橡胶粉改性沥青具有相似的傅里叶红外光谱振动特征峰，但由于橡胶粉和沥青之间发生物理溶胀、化学降解和脱硫等作用导致橡胶粉改性沥青在特征位置的振动峰显著强于其他两种沥青。     

SBS物理和化学改性沥青混合料抗车辙能力分析

通过对SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)物理和化学改性沥青的动态剪切流变试验(DSR)及其改性沥青混合料的马歇尔、车辙和APA(沥青路面分析)车辙试验,对比分析了2种类型改性沥青对沥青混合料抗车辙能力产生的不同影响.由车辙试验结果可知:化学改性沥青混合料的动稳定度为物理改性沥青混合料的1.5倍以上,表明化学改性沥青混合料抗车辙能力好于物理改性沥青混合料,而美国SHRP的APA车辙试验结果也得到了相同的结论.     

基于SBS的沥青混凝土路面改造技术实现方案

SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,兼具橡胶和热塑性塑料特性,将此材料改性沥青混凝土并用于枞阳县金山路综合改造工程。为确保工程质量,从热拌改性沥青混合料、基层处理、面层铺压等三个方面详细介绍了路面改造的技术实现方案。     

荒漠地区橡胶改性沥青老化性能试验分析

沥青老化性能试验是评价沥青路面材料使用寿命的重要方法.通过采用旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)后残留针入度、延度试验、动态剪切流变试验(DSR)方法,得到了荒漠地区橡胶改性沥青短期、长期老化规律.结果表明:RTFOT短期老化残留针入度:橡胶改性沥青苯乙烯一丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)克拉玛依(克)90号基质沥青;相位角δ:橡胶改性沥青DSR试验SBS改性沥青基质沥青.抗老化性能压力老化实验(PAV):橡胶改性沥青SBS改性沥青克90号基质沥青.研究得出掺入橡胶粉可明显提高沥青的抗变形、抗老化性能,可为废旧橡胶粉掺入路用沥青提供科学的理论支撑与技术指导.     

SBS改性AH-70沥青乳化前后性能及微观结构研究

采用先改性后乳化的工艺制备苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性乳化沥青,将其蒸发残留物和改性沥青的性能进行对比,并利用荧光显微镜(FM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)及差示扫描量热(DSC)等分析手段,评价改性沥青乳化前后的微观结构及热稳定性变化。结果表明:改性沥青乳化后的软化点5、℃延度及弹性恢复率均减小,离析试验软化点差变大,性质衰减后仍较基质沥青有大幅度提高,符合I-D级规范要求;改性沥青为两相分散均匀的三维网状结构,乳化后沥青和SBS分子之间的交联结构并未发生明显变化,只是有少量SBS大颗粒析出、沥青发生轻微老化,热稳定性稍微变差。     

SBS改性沥青荧光显微图像的采集与处理

以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青荧光显微分析过程中荧光显微图像的采集与处理方法为研究对象,讨论了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青显微图像获取过程中的影响因素以及对显微图像进行处理时所采用的主要手段和注意点.通过具体实例给出了图像采集的最佳放大倍数、曝光时间的确定方法以及显微图像质量的灰度直方图评价方法,确定了显微图像进行量化表征之前进行景深扩展、图像增强、对象分割、目标分离等一系列处理方法的标准步骤和进行目标分离时改性粒子的区域选取原则,为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青荧光显微图像量化研究提供理论依据.     

间断级配橡胶沥青混合料抗车辙性能

采用我国现行车辙试验、重复加载蠕变试验、动态模量试验等室内试验和工程验证,通过对比间断级配橡胶沥青混合料ARAC13与苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物改性沥青(SBS改性沥青)混合料SMA13的性能指标,研究ARAC13的抗车辙性能.室内试验结果表明,在初期压密阶段,ARAC13压缩变形大、模量低;初期压密以后,ARAC13模量增大,抗车辙能力增强.我国现行车辙试验不能模拟围压作用下沥青混合料的压密过程,不能反映ARAC13混合料抗车辙性能在压密前后的变化;重复加载蠕变试验可以反映其性能变化.4年的工程应用表明,重复加载蠕变试验2 000次后的应变次数曲线斜率可以用于评价ARAC13的抗车辙性能,ARAC13的抗车辙性能优于对比的SMA13.     

基于复合梁疲劳试验的沥青路面层间黏结评价

目的评价黏层油对沥青路面疲劳寿命的影响,确定适合北京地区沥青路面的黏层油的种类和最佳用量,研发了一种新型的复合梁疲劳试验.方法选取适用于北京市常用的橡胶沥青、橡胶SBS复合改性沥青、SBS改性沥青、SBS改性乳化沥青及普通乳化沥青5种黏层油,通过复合梁疲劳试验分析黏层种类、应变水平、结构层老化对疲劳寿命的影响并进行评价.结果使用同一种黏层油的复合梁的疲劳寿命随应变的提高而减小.使用橡胶SBS复合改性沥青作为黏层油的试件疲劳寿命均最长.复合梁疲劳寿命随黏层用量的增加呈现先增大后减小的趋势,由此可以得到复合梁疲劳寿命最大情况下的最佳黏层用量,即为疲劳寿命峰值黏层油用量.结论层间黏结效果的优劣对沥青路面结构层的疲劳寿命影响较大,两者具有良好的相关性.复合梁疲劳试验评价黏层的层间黏结效果是可行的.     

SBS改性沥青的阶段性老化特征与机理

采用荧光显微镜、红外光谱和凝胶色谱等微观试验,分析苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青老化过程中的微观相态结构、沥青相的吸氧程度及分子尺寸构成的变化情况.试验与分析结果表明,SBS改性沥青存在着2个明显的老化阶段:第1阶段,沥青吸氧速率较低、小分子比例基本不变,SBS颗粒尺寸逐渐减小并最终发生凝聚、离析,导致SBS改性沥青的韧性逐渐下降,直至完全丧失;第2阶段,沥青吸氧速率显著增大、小分子比例减少,由于SBS降解后苯乙烯仍起到改性作用,使沥青稠度增大,从而沥青软化点呈上升趋势.     

SBS微观分散状态与改性沥青性能的关系

为探讨苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS在改性沥青中的微观分散状态,采用落射荧光显微镜对SBS改性沥青的微观分散状态进行观测。发现在SBS与沥青共混的过程中,SBS的分散状态及形态结构发生了一系列的变化,改性沥青的试验指标也相应发生了一定的变化;成品改性沥青由于SBS在沥青中分散状态的不同,其改性效果也不尽相同,利用微观分散状态与宏观力学性能之间的这种对应关系,可以为改性沥青的质量控制提供简便易行的检测方法。     

SBS改性沥青混合料路用性能研究及工程实践

为防止沥青路面的早期破坏,芜宣高速公路在路面上面层设计时,进行了普通沥青和SBS改性沥青混合料主要路用性能的比较研究,试验结果表明SBS改性沥青混凝土具有优良的路用性能,因此采用SBS改性沥青进行上面层铺筑。针对改性沥青路面的施工特点,制定了科学的施工工艺和严格的质量控制手段,收到了良好的效果。     

冷再生混合料力学强度影响因素探究

采用垂直振动成型方法制备试件,研究乳化沥青类型、水泥掺量、纤维类型及掺量对冷再生混合料力学强度的影响。结果表明:与普通中裂乳化沥青冷再生混合料相比,丁苯橡胶(styrene butadiene rubber, SBR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene butadiene styrene,SBS)改性乳化沥青冷再生混合料力学强度可分别至少提高15%、9%;掺1.5%水泥的冷再生混合料的抗剪强度至少可提高85%;与不掺纤维冷再生混合料相比,掺0.4%聚酯纤维的冷再生混合料力学强度至少可提高8%。因此,根据力学性能最优原则,选取SBR改性乳化沥青作为冷再生混合料的胶结料,考虑材料经济性问题,建议冷再生混合料中水泥掺量为1.5%,建议选用0.4%掺量的聚酯纤维来提升冷再生混合料的力学强度。     

SBS改性沥青性能及显微形态结构分析

为探索改性沥青宏观性能与显微形态结构的关系,选取3类、4种剂量的SBS改性剂与2种基质沥青分别制备改性沥青,通过环球软化点、布氏黏度、动态剪切流变试验及荧光显微镜分析技术,从宏观性能与微观形态结构方面同时探讨比较了各类SBS改性沥青。结果表明：改性沥青性能是改性剂在沥青中的相态、形状、大小、百分率含量和均匀性等微观形态共同作用的结果。一般地,改性剂粒子面积百分率越大、长短轴之比及其标准差越小、平均面积越小,改性沥青的改性效果越好。研究成果为后续根据改性沥青微观形态参数定量改性沥青的性能研究奠定了基础。     

多碎石沥青混合料SAC路用性能

对SAC的2种级配（SAC-25,SAC-20）、3种沥青结合料（A-70,A-30,SBS改性沥青）的高温性能和单轴贯入剪切试验、低温性能、水稳性能等进行了比较试验研究．研究结果表明,采用骨架密实型级配和硬质沥青,其混合料的动稳定度DS约为石油沥青（A-70）混合料的2倍,单轴贯入剪切试验抗剪强度约为石油沥青（A-70）混合料的1．3倍,为SBS改性沥青混合料的1．1．倍,适用于南方湿热地区沥青路面中下面层．     

苯乙烯-丁二烯共聚物在沥青中的分散性

对苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改进沥青性能进行了实验研究.用Brook fieled旋转黏度计测定了SBS对两种沥青进行改性后样品的系列黏度.实验发现SBS在含芳烃较高的沥青中分散性能好,增黏效果显著,尤其是当其质量分数大于3%后芳烃含量较高的沥青黏度增大幅度较大;SBS对沥青的针入度、软化点、延度等物理性能的影响也非常明显.通过对SBS改性沥青性能的机理分析,表明SBS在沥青中的分散性是提高改性沥青性能的重要因素.适当添加芳烃有助于提高SBS改性沥青的物理性能.     

I-D等级SBS改性沥青的工业应用

采用物理分散加化学改性技术,在中国石化茂名分公司10万吨／年的工业装置上探索了生产I—D等级改性沥青产品。结果表明：工艺配方D生产的I—D改性沥青产品部分指标远优于JTJ036—98聚合物改性沥青产品技术指标的要求。研究进一步表明,要提高针入度指数（PI）,改性剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）的加入量是关键,随着改性剂加入量的增加,改性沥青产品的粘度呈上升趋势,PI和延伸度则先增加后下降;而相容剂加入量则随改性剂加入量的不同,对改性沥青产品性能的影响呈现不同的变化规律。     

聚合物共混改性道路沥青性能研究

采用其他聚合物替代部分,SBS（聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物）在不降低其综合性能的前提下,可以适当降低改性沥青的生产成本．采用SBS、SBS＋SBR（丁苯橡胶）和SBS＋LDPE（低密度聚乙烯）改性石油沥青,研究改性沥青的常规指标．试验结果表明,SBS＋SBR对沥青的高温抗车辙性能改善效果较好,对沥青低温性能的改善效果不及SBS．     

纳米OMMT/SBS/沥青复合材料的性能研究

采用熔融插层复合法制备了有机蒙脱土(OMMT)/苯乙烯与丁二烯的三嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青,利用X-射线衍射仪(XRD)及光学显微镜对复合材料的微观结构进行了分析,讨论了不同质量分数的OMMT对SBS改性沥青物理性能以及对复合材料流变性能的影响,采用示差扫描量热计(DSC)对复合材料的热稳定性进行了研究,并运用离析实验对复合改性沥青的高温贮存稳定性进行了初步探讨。结果表明,OMMT的加入能有效地改善SBS的基本物理性能,提高改性沥青高温抗车辙能力、高温稳定性、耐老化性能以及贮存稳定性等。当OMMT的质量分数为3%时,复合改性沥青的综合性能最优。     

3种新型双阳离子型沥青乳化剂的合成及其表征

采用N-氢化牛脂基-1,3-丙撑二胺、丙烯酸甲酯和氯乙酸钠(由氢氧化钠和氯乙酸制备)为原料,合成出3种双阳离子型沥青乳化剂.通过红外光谱、核磁共振和元素分析验证了合成的双阳离子型沥青乳化剂化学结构.这3种双阳离子型沥青乳化剂对重交90号(AH-90)沥青具有良好的乳化能力,乳化沥青有良好的储存稳定性,归属于中裂型、慢裂型沥青乳化剂.中裂型沥青乳化剂适用于粘层、雾封层和无溶剂冷拌以及用于沥青再回收利用和沥青路面基层稳定的施工.慢裂型沥青乳化剂可广泛应用于稀浆封层和微表处等施工.