煤直接液化残渣改性沥青低温性能的改进

为改善煤直接液化残渣(DCLR)改性沥青的低温性能,利用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、橡胶粉、3种增塑剂(马来酸二辛酯(DOM)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和水性丙烯酸树脂(WAR))等方法对DCLR改性沥青进行二次复合改性,并进行5℃延度、弯曲梁流变(BBR)以及电镜扫描试验。结果表明:采用SBS(掺量(质量分数)低于3%)或橡胶粉(掺量低于15%)单一改性剂可以改善DCLR改性沥青的低温性能,如果SBS或橡胶粉掺量过高,反而起不到改善作用;采用复合改性剂(SBS和橡胶粉)对DCLR改性沥青的低温性能改善效果较好,其中采用2%SBS和15%橡胶粉复合改性剂时,DCLR改性沥青的性能基本上能满足SBS改性沥青I-D的技术要求,较单一改性剂对DCLR改性沥青低温性能改善提升约1倍;3种增塑剂中WAR对DCLR改性沥青的低温改善效果最差,DOP次之,DOM最好,其中3%DOM对DCLR改性沥青二次复合改性后的性能也能满足SBS改性沥青I-D的技术要求;3%DOM对DCLR改性沥青二次复合改性的制备工艺相对于复合改性剂(2%SBS和15%橡胶粉)操作简单,推荐利用3%DOM来提高DCLR改性沥青的低温性能。     

煤直接液化残渣中的四氢呋喃可溶物对沥青流变性能的影响

为了研究从煤直接液化残渣(direct coal liquefaction residue,DCLR)中萃取得到的四氢呋喃可溶物(tetrahydrofuran soluble,THFS)作为改性剂对沥青流变性能的影响,选用SK-90作为基质沥青,分别制备了不同掺量(与基质沥青质量比分别为0%、4%、6%、8%、10%)的THFS改性沥青。通过应变扫描,首先确定沥青的线黏弹范围,其次在线黏弹范围内通过动态剪切流变(DSR)试验和弯曲蠕变劲度(BBR)试验得到车辙因子、疲劳因子、蠕变速率及蠕变劲度模量等,最后,结合CAM模型(一种在动态剪切作用下建立的可描述不同沥青材料宽温宽频主曲线的数学模型)物理参数的分析,对THFS改性沥青的流变特性进行综合评价。研究结果表明:随着THFS掺量的提高,THFS改性沥青的高温稳定性和感温性能越来越好,但低温性能和疲劳性能受到一定的负面影响;按照时温等效原则,复合出THFS改性沥青在45℃下的复数模量主曲线,并对其进行CAM模型拟合,拟合判定系数R~2均在0.999以上。利用CAM模型中物理参数对THFS改性沥青的黏弹特性进行评价,发现添加THFS后降低了沥青的温度敏感性,使其对路表温度变化的适应性增强。综合考虑THFS改性沥青各项性能,确定THFS最佳掺量应控制在6%以内。