橡胶沥青胶浆低温流变特性灰关联分析

为评价不同组成因素对橡胶沥青胶浆低温流变特性的影响,采用弯曲梁流变仪,测出了3种胶粉掺量、3种胶粉细度以及8种粉胶质量比(0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.4)的橡胶沥青胶浆蠕变劲度和蠕变曲线斜率,并运用灰色理论分析了不同因素的影响程度。研究结果表明:橡胶沥青胶浆低温蠕变劲度模量随胶粉掺量的增加而减小,蠕变曲线斜率则呈增大趋势;20目胶粉具有最低的蠕变劲度模量和最大的蠕变曲线斜率;粉胶比增大会导致蠕变劲度模量增大和蠕变曲线斜率减小;粉胶比对橡胶沥青胶浆低温蠕变劲度模量影响最大,其次是橡胶粉掺量;基于橡胶沥青胶浆低温流变特性,建议粉胶比小于1.2,采用22%的胶粉掺量和20目胶粉。     

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.     

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.     

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.     

粉胶比对沥青胶浆高低温性能的影响

为了研究粉胶比对沥青胶浆高低温性能的影响,以及采用水泥、消石灰替代部分矿粉后沥青胶浆的高低温性能变化,采用布氏黏度(RTV)试验研究了不同温度、粉胶比条件下沥青胶浆布氏黏度变化情况。通过动态剪切流变(DSR)试验测试复数剪切模量G~*、相位角δ、车辙因子G~*/sin (δ)等指标,分析沥青胶浆的高温流变特性;采用弯曲梁流变(BBR)试验测试不同温度、粉胶比和水泥、消石灰替换量的沥青胶浆的劲度模量S和蠕变速率m,分析不同沥青胶浆的低温流变特性,并且通过引入低温系数(λ=S/m)进一步评价沥青胶浆的低温性能,从而全面分析不同粉胶比以及不同水泥、消石灰替换量对沥青胶浆的高温性能和低温性能的影响。研究结果表明:增大粉胶比能提高沥青胶浆的高温稳定性,降低感温性,但同时也会降低其低温抗裂性,建议合理的粉胶比范围为1.0～1.3;用消石灰或水泥替代部分矿粉具有同样的效果,均可提升沥青胶浆的高温稳定性,但低温性能也会有所降低;当采用水泥替代时,建议水泥用量为矿粉质量的20%以获得较好的经济性和改善效果;采用消石灰替代时,建议消石灰用量为矿粉质量的20%,以免对沥青胶浆的低温性能产生较大不利影响,必要时应根据实际工程情况加以确定。     

挤出法轿车轮胎橡胶沥青混合料路用性能研究

采用挤出法生产的轿车轮胎橡胶粉制备橡胶沥青,并对橡胶沥青混合料进行间断级配(SMA-13)设计。通过路用性能试验,评价不同掺量(质量分数分别为20%、30%、40%)的挤出法胶粉对沥青混合料路用性能的影响,同时优选最佳胶粉掺量。研究结果表明:挤出法胶粉能明显提升橡胶沥青混合料的路用性能。30%掺量橡胶沥青混合料的动稳定度为3 398次/mm,破坏时的最大弯拉应变为2 866.85με,浸水残留稳定度为107.71%,冻融劈裂强度比为77.6%。结合施工和易性考虑,30%掺量的橡胶沥青混合料综合性能最优。     

王小雯 熊 锐 刘子铭 孙仕伟 杨竟择 陈华鑫

复掺磁铁矿粉和活性碳粉制备掺和料沥青胶浆,通过动态剪切流变试验(DSR)和布氏粘度试验,对比研究7组不同复掺比例的沥青胶浆高温流变特性,分析了复掺比例、试验温度和荷载作用频率等对沥青胶浆高温车辙因子、复数剪切模量、相位角和布氏粘度的影响规律。结果表明：活性炭粉在提高复掺沥青胶浆高温稳定性的同时,亦增加其粘度,建议其最佳掺配比例范围为60～80%;磁铁矿粉与活性碳粉的复掺改性作用对沥青胶浆的相位角影响较小;高温条件下,当磁铁矿粉/活性碳粉复掺比例降低时,沥青胶浆的温度敏感性逐渐减弱。     

复掺磁铁矿粉和活性炭粉沥青胶浆高温流变特性研究

复掺磁铁矿粉和活性碳粉制备掺和料沥青胶浆,通过动态剪切流变试验(DSR)和布氏黏度试验,对比研究7组不同复掺比例的沥青胶浆高温流变特性,分析了复掺比例、试验温度和荷载作用频率等对沥青胶浆高温车辙因子、复数剪切模量、相位角和布氏粘度的影响规律。结果表明:活性炭粉在提高复掺沥青胶浆高温稳定性的同时,亦增加其黏度。建议其最佳掺配比例范围为60%~80%。磁铁矿粉与活性碳粉的复掺改性作用对沥青胶浆的相位角影响较小;高温条件下,当磁铁矿粉/活性碳粉复掺比例降低时,沥青胶浆的温度敏感性逐渐减弱。     

基于聚辛烯/硫磺的橡胶沥青性能提升技术

为了解掺入聚辛烯与硫磺对橡胶沥青性能的提升效果,以橡胶沥青的抗车辙因子G~*/sin(δ)、软化点及5℃延度值作为评价指标,基于四因素三水平正交试验探究剪切速率、胶粉掺量、剪切时间和剪切温度对沥青高低温性能的影响,并采用优化的工艺参数制备不同掺量(质量分数,下同)聚辛烯(0.5%、1.0%、1.5%)与硫磺(0.1%、0.5%)的橡胶沥青。通过软化点、动态剪切流变(58℃)、动力黏度(60℃)等指标评价其高温性能;开展不同温度下的弯曲梁流变试验研究其低温性能;通过弹性恢复及离析试验分析其弹性恢复能力与储存稳定性,并综合相关性能试验结果推荐聚辛烯与硫磺的最佳掺量。研究结果表明:胶粉掺量的增加可改善沥青高低温性能,剪切时间的延长与剪切温度的增加对橡胶沥青高低温性能影响不显著,剪切速率的加快会降低沥青低温性能,故制备工艺选取胶粉掺量为20%,剪切时间为60 min,剪切温度为180℃,剪切速率为1 000 r/min;单独掺入硫磺对橡胶沥青的高温性能、弹性恢复能力几乎没有影响,与聚辛烯双掺改性则可以改善橡胶沥青的性能,且掺量越高其性能改善效果越显著;不同掺量的聚辛烯与0.1%硫磺双掺可改善橡胶沥青低温性能,同时提升其储存稳定性,在聚辛烯掺量为1.0%条件下效果最优。因此,建议使用0.1%的硫磺和1.0%的聚辛烯制备复合改性橡胶沥青。     

橡胶热再生混合料低温性能与细观特征研究

以橡胶沥青再生混合料为研究对象,对冻融前后的小梁试件分别进行低温弯曲试验,研究不同胶粉掺量(6.4%,9.2%和14.1%)、不同胶粉细度(20目,40目和80目)和不同RAP掺量(25%,35%和50%)条件下的橡胶热再生沥青混合料的低温性能.基于工业CT无损检测技术,对冻融前后的橡胶热再生混合料试件分别进行扫描,并定量表征冻融前后试件体积指标的变化.研究结果表明:RAP掺量为25%,胶粉细度为80目,胶粉掺量为9.2%的橡胶热再生沥青混合料冻融后的低温性能下降幅度最小;相较于基质沥青热再生混合料,橡胶沥青热再生沥青混合料具有更好的耐久性及低温性能;通过对比工业CT扫描结果发现,冻融后的橡胶热再生沥青混合料试件闭口空隙率增大了20.3%,且在0~25mm3体积范围内的空隙数量减少了13.8%,在25~50 mm3体积范围内的空隙数量则增加了62.9%.     

深度降解橡胶沥青胶浆黏弹特性试验

为了对深度降解橡胶沥青胶浆体系进行黏弹特性分析并对其相态结构定量评估,采用双螺杆挤出机对传统橡胶粉进行深度降解,结合动态剪切流变学分析传统橡胶沥青胶浆与深度降解橡胶沥青胶浆特性,借鉴多分散聚合物Han曲线原理对橡胶沥青胶浆体系相态结构进行定量判断。通过常规检测及应变扫描、温度扫描、频率扫描等动态剪切流变试验,从黏温指数、相位角、复数模量、车辙因子和损耗因子等指标评价2种橡胶沥青胶浆体系黏弹特性,定性分析深度降解橡胶粉对橡胶沥青胶浆体系黏弹特性的影响,并对其相态结构性能进行研究。研究结果表明:采取感温指数作为橡胶沥青胶浆体系温度敏感性能的评价指标,当橡胶粉掺量(质量分数,下同)为20%时,橡胶沥青胶浆体系确定的最佳粉胶比为1.0;不同粉胶比条件下橡胶沥青胶浆黏弹特性区间出现平移扩张,相同粉胶比条件下,经过深度降解的橡胶沥青胶浆体系较传统橡胶沥青胶浆体系应变区间缩小;通过温度扫描及频率扫描试验得出深度降解橡胶沥青胶浆体系的黏弹特性较好;在相同温度、相同粉胶比条件下,深度降解橡胶沥青胶浆体系的复数剪切黏度较小,呈现出较好的流动特性;温度扫描条件下,当粉胶比为1.0时,深度降解橡胶沥青胶浆体系Han曲线斜率最大。     

橡胶沥青混合料和易性与压实特性的相关性

为了研究橡胶沥青混合料的和易性与压实特性之间的关系,采用Superpave旋转压实仪和自行研制的和易性测试设备,测试了不同温度下的压实特性与和易性,并推荐了不同胶粉掺量所对应的适宜压实温度与胶粉细度.结果表明,当胶粉掺量为25%时,胶粉细度对橡胶沥青混合料压实过程的影响最为显著.当压实温度为190℃时,胶粉掺量对橡胶沥青混合料压实过程的影响最为显著.当胶粉细度为80目时,压实温度对橡胶沥青混合料压实过程的影响最为显著;橡胶沥青混合料的和易性越好,压实性能也越好.当胶粉掺量为5%和15%时,所推荐的适宜压实温度与胶粉细度分别为160℃和40目;当胶粉掺量为25%时,所推荐的适宜压实温度与胶粉细度分别为160℃和20目.     

纤维沥青胶浆高低温性能研究

采用软化点、锥入度、动态剪切、弯曲梁流变等试验方法,研究粉胶比、温度、纤维含量和纤维种类等因素对沥青胶浆高低温性能的影响。结果表明:粉胶比、纤维含量以及纤维种类对沥青胶浆的高低温性能影响较大;纤维的掺入能较大幅度地提高沥青胶浆高温稳定性,并且木质素纤维对沥青胶浆的改善效果优于玄武岩纤维;粉胶比和纤维含量增加均可提高沥青胶浆高温性能,但低温抗裂性能有所降低;纤维沥青胶浆具有显著的温度敏感性,提高温度有利于沥青胶浆低温抗裂性能的改善;粉胶比降低0.2并掺入1%木质素纤维,与原沥青胶浆相比,其对沥青胶浆流变性能的影响近似相同。     

DCLR与TLA改性沥青胶浆的流变性能对比

目的研究煤直接液化残渣(DCLR)和特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青胶浆的流变性能,揭示DCLR和TLA对沥青胶浆的流变特性影响规律及改性效果.方法分别制备粉胶质量比为0.6,0.8,1.0,1.2的DCLR和TLA改性沥青胶浆,采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对沥青胶浆流变性能进行了测试,并对比分析了DCLR与TLA改性沥青胶浆的流变特性.结果在相同温度下,随着粉胶质量比的提高,DCLR沥青胶浆的复数模量增大,相位角减小,车辙因子、疲劳因子、蠕变劲度模量均增大,蠕变速率减小,DCLR显著地改善了沥青胶浆的高温性能,但对其低温和疲劳性能有消极影响.当粉胶质量比在0.8~1.0,DCLR沥青胶浆的性能最为优越.结论相比TLA改性沥青胶浆,DCLR改性沥青胶浆的高温性能更为优越,但低温和疲劳性能相对较差.     

沥青胶浆高温性能及评价方法

为了研究沥青胶浆的高温性能,采用了3种试验方法——锥入度试验、动态剪切流变试验和旋转粘度试验,分析了石灰石矿粉、水泥和消石灰3种填料以及4种粉胶质量比(0.6,0.8,1.0,1.2)对沥青胶浆高温性能的影响,并把不同试验方法得到的结果进行了比较。结果表明:水泥和消石灰可以增加沥青胶浆的稠硬性,提高沥青胶浆的抗剪强度、抗车辙因子和粘度,从而有利于改善沥青胶浆的高温性能;锥入度试验得到的抗剪强度指标可以很好地区分不同填料、不同粉胶质量比对沥青胶浆性能的影响,并与抗车辙因子和粘度指标之间有很好的相关性,是一种评价沥青胶浆高温性能的有效方法。     

橡胶沥青混合料沥青用量影响因素研究

选择SMA-10热拌橡胶沥青混合料,通过马歇尔击实实验,研究了混合料最佳油石比随级配变化、胶粉类型、胶粉掺量的变化规律。结果表明:混合料的最佳沥青用量与级配关键筛孔通过率有较高的相关性,由于橡胶沥青中的胶粉颗粒有着填料的作用,橡胶沥青混合料适宜采用较粗的级配;最佳油石比随胶粉粒径的减小呈增大趋势,当粒径减小到一定程度时,最佳橡胶沥青用量增大趋势不再显著,宜采用60目胶粉;胶粉掺量与混合料的体积指标具有良好的相关关系,高胶粉掺量拌合困难,胶粉掺量范围不宜超过24%(外掺),油石比在8.5~9.5范围内。     

橡胶沥青结合料性能正交试验

为了合理有效地选择橡胶沥青结合料制备过程中的胶粉掺量、外掺剂掺量及制备工艺参数,对其进行了多项性能的"4因素3水平"正交试验,分析了剪切时间、剪切温度、胶粉掺量及硫掺量对各项性能变化趋势及影响程度,并确定了各项制备工艺参数及外掺剂的优化组合方案。研究结果表明:胶粉掺量对橡胶沥青结合料各项性能均有显著影响,增加胶粉掺量能有效提高其高温性能,但同时降低其低温性能与弹性恢复能力,其最佳掺量应为20%~25%;剪切时间应在30min以上以保证胶粉充分溶胀,但剪切时间过长会导致橡胶沥青各项性能的显著降低,剪切时间应在30~60min之间;增大硫掺量能抑制橡胶沥青中的脱硫反应,在一定程度提高橡胶沥青高温性能,但过大的硫掺量会造成低温性能的显著下降,橡胶沥青中硫掺量宜小于胶粉掺量的0.6%;橡胶沥青室内制备参数及外掺剂含量存在优化组合方案。     

废旧胶粉掺量对改性沥青溶胀机理的影响

为了对废旧胶粉改性沥青的改性原理进行微观分析,利用热重分析、红外光谱测试和SEM电镜扫描等技术手段,从微观角度揭示了不同掺入量(20%、25%、30%、35%、40%)胶粉的70#沥青,经过高温处理后所发生的物理化学反应对改性沥青溶胀机理的影响。研究结果表明,胶粉与沥青具有较好的相容性,且能够较均匀地分布在沥青中,掺入沥青中的胶粉50%以上能够以橡胶相形式与沥青共存;高温使胶粉改性沥青发生氧化分解反应生成新的化学物质;橡胶改性沥青的溶胀性与稳定性随胶粉掺量的增加而有所增加,但高掺量的胶粉会影响改性沥青的性能,添加特殊的氧化剂可以使之显著改善。     

密实型大粒径橡胶颗粒沥青混合料的路用性能研究

通过车辙试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验、低温弯曲试验分别研究了4目、8目和12目三种橡胶颗粒粒径、不同橡胶颗粒掺量下沥青混合料的路用性能.研究结果表明:随着橡胶颗粒掺量的加大,混合料的高温稳定性能提高的幅度也越大,但橡胶颗粒的粒径对沥青混合料的高温稳定性影响并不明显.在沥青混合料中掺入橡胶颗粒掺量越多,沥青混合料的水稳定性越弱,掺入12目的橡胶颗粒对沥青混合料的水稳定性的降低影响最小.为了保证路面的抗水剥落的能力,橡胶颗粒的掺量不宜超过5%.除掺入2%的4目橡胶颗粒时情况例外,每种粒径的橡胶颗粒掺量越多,橡胶颗粒沥青混合料的低温抗裂性能越好.     

不同沥青胶结料重复蠕变试验研究

利用重复蠕变试验,对3种不同类型沥青结合料进行高温性能评价,试验结果表明,橡胶沥青高温性能明显优于SBS改性沥青,基质沥青最差。对不同粉胶比橡胶沥青胶浆试验分析发现,累积变形增长率随粉胶比变化呈现出峰值关系,粉胶比为0.3时橡胶沥青胶浆高温性能最差,进行橡胶沥青混合料设计时,粉胶比应尽量远离此值。