接枝杜仲胶对干法橡胶沥青混合料的改性机理与效果

利用国内特有天然橡胶——杜仲胶来建立橡胶粉与沥青之间的化学链接.首先通过橡胶粉干拌杜仲胶后的微观分析和宏观表象,发现杜仲胶的双键结构可以与橡胶粉的硫交联硫化;并将杜仲胶接枝于沥青氨基反应的马来酸酐,在杜仲胶与沥青之间产生化学链接.然后通过对橡胶沥青微观和路用性能,以及干法橡胶沥青混合料高低温、水稳性及力学性能进行试验,研究了杜仲胶、国外进口橡胶反应剂的改性效果.试验结果表明:杜仲胶可以促进橡胶粉的硫化,但没有建立硫化橡胶粉和沥青反应的网络,橡胶沥青混合料性能提高不明显;杜仲胶接枝马来酸酐后,建立了硫化橡胶粉与沥青的反应网络,橡胶沥青混合料性能提高明显,改性效果达到国外产品的水平.因此,杜仲胶只有通过接枝,才能真正达到使橡胶粉与沥青产生化学反应的目的,而这正是干法橡胶沥青混合料的根本.     

废旧轮胎再生橡胶粉对沥青物理性能及流变性能的影响

将废旧轮胎再生橡胶粉用作沥青改性剂,具有经济和技术可行性。拟定5%、10%、15%、20%和25%5个橡胶粉掺量,选用道路工程常用的70号沥青,采用熔融共混的方法制备橡胶粉改性沥青。采用传统方法对橡胶粉改性沥青的物理性能进行研究,同时采用动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪分别对橡胶粉改性沥青的高温和低温流变性能进行研究,评价橡胶粉及其掺量对70号沥青路用性能的影响。结果表明,随着橡胶粉掺量的增大,基质沥青的针入度显著降低,软化点增大,粘度增大,延度整体呈减小趋势;离析软化点先增大后减小,胶粉掺量为15%时,软化点差值最大。动态剪切流变仪试验结果表明,橡胶粉能够显著提高70号沥青的抗车辙性能,且橡胶粉掺量越大,改善效果越显著。弯曲梁流变仪试验结果显示,随着橡胶粉掺量的增大,橡胶粉改性沥青的劲度模量(S)和蠕变速率(m)均减小。5%和10%掺量橡胶粉使得70号基质沥青的PG低温等级提高了一个等级,15%、20%和25%掺量橡胶粉对70号基质沥青的PG低温等级没有影响。     

废旧轮胎胶粉改性沥青胶浆高低温性能研究

为研究废旧轮胎胶粉改性沥青胶浆高低温性能,采用自制锥入度仪和小梁试验,测试了不同粒径橡胶粉改性沥青胶浆的高低温性能,并采用动态剪切流变仪试验验证了自制仪器的可靠性.试验结果显示:随着粉胶比的增大,各胶粉胶浆的锥入度不断减小,各胶粉改性沥青胶浆的高温稳定性依次为:40 ～60目＞60～80目＞30 ～40目,动力剪切流变试验结果证明了本试验仪器的可靠性.随着粉胶比增大,低温蠕变变形随蠕变时间的增加呈线形增长,当粉胶比达到1.2时,60 ～80目胶粉改性沥青的蠕变值明显大于其他几种胶粉.故推荐采用的合理粉胶比应控制在1.2以内为宜,橡胶粉粒径建议为60 ～80目.     

橡胶粉改性沥青老化性能试验研究

为研究橡胶粉细度、用量及溶胀时间对胶粉改性沥青老化性能影响.试验选用AH-70基质沥青,橡胶粉选用40目、60目和80目,进行沥青老化试验研究.试验结果表明：橡胶胶粉对沥青老化性能有较好的提升作用,但若胶粉在沥青中溶胀时间不够,对沥青改性并非胶粉越细越好.     

橡胶粉改性沥青及其性能研究

在不同橡胶粉细度、掺量及制备工艺的条件下,测试针入度、软化点和延度指标,研究了胶粉细度、掺量、搅拌时间和温度对沥青性能的影响;并验证了SMA—13橡胶改性沥青混合料的路用性能。研究表明:相同掺量下,60目胶粉改性沥青的性能优于40目改性沥青;搅拌温度200℃时,60目胶粉裂解过度;橡胶沥青的针入度、软化点和延度随搅拌时间延长而规律性变化。     

应力吸收层沥青结合料特性研究

为了分析沥青结合料对应力吸收层性能的影响,保证应力吸收层发挥良好的功能,文章以SK90#基质沥青、SBS改性沥青和橡胶沥青为研究对象,对其进行常规试验和SHRP试验,分析了3种沥青的高低温性能、弹性恢复性能和抗疲劳性能。研究表明,胶粉掺量为19%,高速搅拌时间为1h的橡胶沥青具有较强的高低温性能和抗老化性能,能很好满足应力吸收层的功能要求,是作为应力吸收层结合料的较佳选择。     

试论胶粉改性沥青及其生产工艺

将废旧轮胎加工成橡胶粉是国际上通用的废旧轮胎再生利用方式，其中废旧胶粉在公路行业中的使用是废旧轮胎处理的主要途径之一。本文详细分析了橡胶粉改性沥青的作用机理、技术性能、质量指标及生产工艺，为橡胶沥青砼在公路行业中进一步推广应用提供借鉴。     

废轮胎胶粉改性沥青应用的探讨

随着我国汽车工业飞速发展,汽车保有量逐年迅速增加,我国将面临目前国外发达国家早已遇到的大量废旧轮胎的处理问题。将废旧轮胎加工成橡胶粉是国际上通用的废旧轮胎再生处理方法,其中废轮胎胶粉应用在公路行业中即采用废橡胶粉生产改性沥青是废旧轮胎处理的主要途径之一。本文详细分析了橡胶粉改性沥青的作用机理、应用前景和优点、经济效益,为橡胶沥青混凝土在公路行业中进一步推广应用提供借鉴。     

水-热作用下胶粉改性沥青汉堡车辙高温性能

橡胶类改性沥青混合料的高温性能一直是国内外研究的热点问题。本文采用浸水汉堡车辙试验,针对普通橡胶沥青、terminal blend(TB)胶粉改性沥青及TB复合改性沥青混合料在水-热综合作用下的抗车辙性能进行评价与对比。实验结果表明,对于传统橡胶沥青来说,其在浸水条件下的高温抗车辙性能随着掺量的增大而先下降后上升,掺量从5%变化至20%的过程中,橡胶沥青中的橡胶颗粒对沥青分散体系的性能贡献逐渐增大,橡胶粉掺量推荐采用内掺20%。对于TB胶粉改性沥青混合料,其在水-热综合作用下的抗车辙性能劣于基质沥青混合料,且随掺量的增加而逐步下降。对于TB+SBS复合改性沥青混合料,SBS的掺入能够显著提高TB胶粉沥青混合料在水-热综合作用下的抗车辙性能,且性能随SBS掺量的增加而提升。根据实验结果,在TB+SBS复合改性沥青混合料中推荐使用20%橡胶沥青,SBS的掺量可根据性能与成本进行综合考虑。     

基于老化的石墨烯/橡胶粉复合改性沥青蠕变特性及微观结构分析

为了分析石墨烯掺量以及老化对石墨烯/橡胶粉复合改性沥青蠕变-恢复性能、蠕变参数以及蠕变中瞬时弹性变形、延迟弹性变形以及不可恢复黏性变形等各组成部分相对比例的影响,以不同石墨烯掺量的橡胶沥青为研究对象,采用60℃蠕变-恢复试验,分析其旋转薄膜烘箱(RTFOT)老化和压力(PAV)老化蠕变-恢复性能。首先,基于Burgers模型拟合沥青蠕变变形,为了减少Burgers模型拟合误差,利用蠕变柔量与时间的关系,预估Burgers模型的瞬时弹性模量,进而拟合模型剩余参数;其次,计算各类变形占总体蠕变变形比例,分析石墨烯掺量对不同老化阶段橡胶沥青蠕变变形的影响规律;最后,采用扫描电镜(SEM)观测不同老化程度的橡胶沥青、石墨烯/橡胶粉复合改性沥青微观结构。研究结果表明:RTFOT老化后橡胶沥青的蠕变值显著大于原样沥青,而经历PAV老化后,其蠕变值减小;石墨烯的掺加使得老化对橡胶沥青蠕变值的影响减小;RTFOT和PAV老化后,橡胶沥青及复合改性沥青的瞬时弹性变形所占比例、总体变形比例均有一定程度的减小;RTFOT老化后其延迟弹性变形所占比例显著减小,而黏性变形所占比例增加;PAV老化后其延迟弹性变形所占比例有一定程度的上升;SEM显示,原样橡胶沥青呈现明显的非均质性,老化后橡胶粉颗粒减少,橡胶颗粒呈现溶胀状态;原样石墨烯/橡胶粉复合改性沥青与橡胶沥青微观结构相似,老化后复合改性沥青中出现较大面积的团聚物。     

废旧胶粉特性对橡胶沥青高温性能的影响机理

采用动态剪切流变试验,研究了废旧胶粉掺量、粒径、制备工艺等特性对橡胶沥青以及滤除胶粉后改性沥青高温性能的影响,在此基础上,探讨了胶粉与沥青的反应作用与颗粒作用对橡胶沥青高温性能的影响机理,发现基质沥青中加入废旧胶粉制备得到的橡胶沥青及滤除胶粉的改性沥青的车辙因子均出现了较大幅度的提升,增长幅度因废旧胶粉的工艺、掺量和粒径的不同而不同.常温法胶粉与沥青的反应较冷冻法胶粉与沥青的反应明显;大颗粒胶粉有利于胶粉与沥青的反应;增大胶粉掺量有利于胶粉与沥青的初期反应作用.常温胶粉改性沥青的颗粒作用大于相同条件下冷冻胶粉改性沥青的颗粒作用,常温法与冷冻法胶粉改性沥青的颗粒作用均随着胶粉掺量和目数的增加而增大.胶粉改性沥青的高温性能主要取决于废旧胶粉与沥青的反应作用,而橡胶沥青中胶粉的颗粒作用对其贡献较小.结果表明:废旧胶粉特性对橡胶沥青的高温性能影响显著,合理地选择废旧胶粉参数有助于制备高性能的橡胶沥青.     

多聚磷酸及橡胶粉复合改性沥青性能

为研究多聚磷酸(PPA)与橡胶粉复合改性沥青的综合性能,以更好地确定其适用条件。分别采用常规试验及动态剪切流变试验,通过针入度、软化点、延度、针入度比、车辙因子、相位角、复数模量指数等指标,对不同橡胶粉含量及不同PPA掺量的改性沥青进行研究,详细评价PPA及橡胶粉复合改性后的高低温性能、感温性能及短期老化性能。结果表明:复合改性沥青高温性能得到很大提升,软化点提高,抗车辙因子较基质沥青提高了5～20倍;动态剪切流变试验中,在高温高频率条件下,复合改性沥青的储存模量随着频率增加而增大,在中国道路行驶的允许车速范围内,随着车速的增加,改性沥青的弹性性能表现更佳,利于沥青路面的抗车辙作用;掺入PPA及橡胶粉改性对沥青的延度并无改善,且掺量越多,对沥青延度降低幅度越大,低温抗裂性能下降;复合改性后,沥青复数模量指数(GTS)斜率变小,说明感温性能得到提升;对于老化性能来说,掺入PPA能提高沥青老化前后的抗车辙因子,相位角增加的范围也较小,PPA复配橡胶粉改性沥青老化前后高温抗变形能力优于橡胶粉单一改性沥青。综合看来,掺入PPA能有效改善橡胶粉改性沥青的高温性能、感温性能及短期老化性能,其中,掺量(质量分数,下同)1.5%PPA+15%橡胶粉复合改性沥青整体性能相对最佳。     

橡胶沥青工艺参数对其性能影响的试验研究

通过沥青常规试验和SHRP性能分级试验,分析研究了橡胶粉粒径、类型、掺量和基质沥青类型等工艺参数对橡胶沥青性能指标的影响.研究表明,橡胶粉的加入可以显著改善沥青的高温性能、低温性能和抗老化性能等,橡胶沥青可达到PG82-28的技术要求.通过系列试验,发现货车胶粉优于小汽车胶粉;20目胶粉优于40目及60目胶粉;通过对不同掺量胶粉的研究,确定了18%的最佳掺量;与90号基质沥青相比,70号基质沥青可使橡胶沥青高温性能更好,但低温性能略差.     

橡胶改性沥青储存稳定性试验研究

制作了普通橡胶沥青和脱硫橡胶沥青,并进行了不同储存温度或不同储存时间条件下2种橡胶改性沥青的稳定性试验.研究表明,脱硫橡胶沥青经高温静态储存后比普通橡胶沥青更易离析.经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶粒在沥青里大多分散成无明显颗粒的细小物质,其胶粉颗粒大小在2种橡胶沥青的性能比较中不产生影响;而普通橡胶粉剪切后基本保持...     

基于密炼接枝工艺的杜仲胶改性橡胶沥青效果分析

杜仲胶为中国产特有的一种天然橡胶，具有可硫化或者接枝的双键结构。为解决橡胶沥青中胶粉与沥青相容性不足从而导致施工和易性差的问题，采用接枝工艺在杜仲胶与胶粉、沥青之间建立紧密化学链接是一个十分有效的技术手段，但限于溶剂接枝工艺复杂不利于工业化生产的现状，提出在密炼机中将接枝物与杜仲胶通过高温密炼的方式将其接枝改性。为了验证密炼接枝能否达到溶剂接枝的改性效果，开展了普通胶粉、密炼杜仲胶改性胶粉、溶剂接枝杜仲胶改性胶粉和密炼接枝改性胶粉4种胶粉对沥青的改性试验，通过常规与SHARP的沥青宏观试验方法和红外光谱、荧光显微镜和扫描电镜等微观观测方法进行了测试，分析了不同杜仲胶接枝方法对橡胶粉的影响。试验结果表明：高温密炼可以使橡胶粉产生脱硫和杜仲胶硫化等化学反应，从而改性橡胶沥青性能；并且能使小官能团在高温和机械作用下接枝到杜仲胶上，与橡胶粉混合后使其具有更高的化学活性，能与沥青建立更为有效的化学联系；杜仲胶无论密炼还是溶剂接枝均能与橡胶粉和基质沥青产生交联反应、构建交联网络，使沥青内部形成稳固的空间交联结构，显著提升橡胶沥青的施工和易性和体系稳定性。     

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.     

多聚磷酸和玄武岩纤维改性沥青高低温性能研究

为研究多聚磷酸和玄武岩纤维复合改性沥青高低温性能,通过改变两者不同掺量组合制备复合改性沥青,利用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)试验,分析其高低温性能;通过高低温连续分级确定多聚磷酸与玄武岩纤维的最佳掺量;通过傅里叶红外光谱实验分析其改性机理。试验结果表明：多聚磷酸可明显改善沥青的高温性能,但对沥青低温性能有不良影响,玄武岩纤维对沥青的高低温性能都有改善作用,复合改性后沥青高低温性能均优于基质沥青;多聚磷酸最佳掺量推荐为1%-1.5%,玄武岩纤维最佳掺量推荐为2%,最佳掺量下,较基质沥青改性沥青TLH提升14.09-27.69℃,TLC降低2.34-2.84℃,高低温性能明显改善;多聚磷酸通过催化大分子内环化反应,改变沥青质分散状态,进而产生对沥青性能的改善。     

废旧橡胶粉改性沥青混合料路用性能测试

为了有效利用废旧轮胎,采用3种不同剂量的橡胶粉(CR10、CR15、CR20)作为改性剂,以AH-90为基质沥青,探讨其物理和动态流变特性.矿料级配采用AC-16型,通过选料、制备橡胶沥青混合料及路用沥青混凝土低温、高温性能和水稳定性的测试.试验表明:橡胶粉的加入有效提高了沥青高温性能、水稳定性和低温性能,综合得出:CR15改性沥青混合料具有更好的路用性能.     

SBS、橡胶和高黏改性沥青流变性能对比

为充分认识在同一评价体系中不同改性沥青高低温流变性能,使用动态剪切流变仪对SBS、橡胶和高黏改性沥青分别进行应变扫描试验,确定其线性黏弹性范围,进行频率扫描试验和多重应力蠕变恢复试验分析其高温性能。同时使用弯曲梁流变仪对3种改性沥青进行弯曲蠕变劲度试验分析其低温性能。研究结果表明:根据应变扫描试验结果,当应变小于10%时,SBS、橡胶和高黏改性沥青处在线性黏弹性范围内。根据频率扫描试验结果,使用Sigmoidal模型拟合SBS、橡胶和高黏改性沥青的复数剪切模量主曲线光滑连续,且均是简单的流变材料; SBS、橡胶和高黏改性沥青在低频状态下复数剪切模量相差较大,在高频状态下复数剪切模量相差较小。根据多重应力蠕变恢复试验结果,相比SBS和高黏改性沥青,橡胶改性沥青具有较高的流动变形特性;高黏改性沥青的抗永久变形能力优于橡胶和SBS改性沥青。低温弯曲蠕变劲度试验中,蠕变劲度和蠕变速率均与温度呈指数关系。通过蠕变劲度和蠕变速率可知,高黏改性沥青的低温抗裂性优于SBS和橡胶改性沥青。此外,用蠕变劲度指数衡量改性沥青的低温感温性,可知高黏改性沥青温度敏感性低于SBS和橡胶改性沥青温度敏感性。因此,在流变性能方面,高黏改性沥青的高低温性能均优于SBS和橡胶改性沥青。     

废旧橡胶改性沥青室内实验研究

本文主要利用废旧轮胎胶粉对基质沥青进行改性,以期得到胶粉的合理用量。通过室内试验,根据不同工艺条件下生产的胶粉沥青的性能,确定胶粉沥青的生产工艺,包括剪切温度、剪切时间;分析了不用胶粉目数、掺量对改性沥青针入度、低温延度、软化点等常规指标的影响,从而确定了影响改性沥青性能的胶粉粒径及最佳胶粉用量。