废胶粉改性沥青研究进展

本文从储存稳定性及其离析机理、柔度与黏度、性能及其混合料等实验方面综述了国内外对废橡胶粉改性沥青的研究情况,并对它的利用情况进行了概括.     

微波辐射活化胶粉改性沥青作用机理分析

经微波辐射对胶粉进行活化后,于实验室制备胶粉改性沥青.通过接触角等化学分析方法研究微波辐射活化胶粉的机理;利用扫描电子显微镜等微观测试手段分析活化胶粉改善沥青性能的机理.结果表明:活化后胶粉表面接触角、平衡溶胀率、表面羟基含量、含氧基团均增加,使得胶粉表面活性大大加强,活化胶粉改性沥青的结构更加均匀和致密,因而性能更优越.     

微波辐射废胶粉改性沥青的反应机理

采用微波辐射的方法对废胶粉表面进行活化,用高速剪切工艺在实验室制备了废胶粉改性沥青,基质沥青为泰州中海70#,废胶粉为80目,掺量为15%.利用电子扫描显微镜(SEM)形貌观测和溶胀试验研究了微波辐射废胶粉的活化机理.结果表明:辐射后的废胶粉表面蓬松呈絮状结构,有利于沥青中的轻质油分渗入到废胶粉内部,微波辐射后的废胶粉的溶胀程度较大,充分发挥其对沥青的改性作用.SEM分析得到微波辐射废胶粉改性沥青的网络结构更加均匀和致密,使其性能得到很大提高.差示扫描热量(DSC)分析表明,微波辐射废胶粉改性沥青的热稳定性得到明显改善.     

溶解性胶粉改性沥青混合料疲劳性能

应用四点弯曲疲劳试验机BFA(beam fatigue apparatus)对溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳性能进行研究,并在相同空隙率下对溶解性胶粉改性沥青密级配沥青混合料(AC13)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青密级配沥青混合料(SBS-AC13)完成了考虑自愈合影响的疲劳性能比较,进一步完成溶解性胶粉改性沥青与SBS复合改性沥青混合料AC13的疲劳性能和高温性能研究.结果显示:归一化劲度次数积疲劳寿命比50%初始模量降低疲劳寿命更适合用于评价溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳寿命;总结溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳性能与应变、沥青用量和空隙率等三个因子的相关性,提出溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳方程;在4%的设计空隙率下,无论是否考虑自愈合的影响,SBS-AC13的疲劳寿命均高于溶解性胶粉改性沥青AC13,但溶解性胶粉改性沥青AC13的自愈合能力高于SBS-AC13;在4%的设计空隙率下,无论是否考虑自愈合的影响,溶解性胶粉复合SBS改性沥青AC13的疲劳寿命均达到SBS-AC13疲劳寿命的2倍,其自愈合能力高于SBSAC13,且高温性能亦远优于SBS-AC13.     

基于化学改性的废胶粉复合 改性沥青性能与机理研究

为探究废胶粉复合改性沥青性能与改性机理,采用软化点、5℃延度、弹性恢复、动态剪切流变试验指标等来评价其性能,通过微观形貌观测、红外光谱图、差示扫描量热法进行微观分析,将其与普通胶粉改性沥青、基质沥青进行对比,分析废胶粉复合改性沥青的改性机理.结果表明,废胶粉复合改性沥青具有更高的PG高温等级,表现出更好的高温性能;储存48 h废胶粉复合改性沥青仅有少量的废胶粉大颗粒开始被沥青胶团吸附并下沉,至储存72 h后才出现明显的离析现象,储存稳定性能得到明显改善;微观形貌下废胶粉复合改性沥青大部分胶粉颗粒均匀分散在沥青中,排列致密,形成亚均相结构;废胶粉复合改性沥青表现为物理共混改性的同时存在化学反应;相较于单一的物理改性,在复合改性的作用下,整个体系呈致密交联型网络状结构,使得分子间结合牢固,低温性能方面表现更好.     

废胶粉热处理对改性道路沥青性能的影响

采用热处理废胶粉的方法,研究废胶粉热处理对改性道路沥青性能的影响.实验结果表明:200℃条件下热烘废胶粉20min,改性沥青的软化点为47.9℃,针入度为81.90mm,5℃下的延度为12.60cm;200℃条件下热压废胶粉20min,改性沥青的软化点为53.0℃,针入度为77.4mm,5℃下的延度为6.60cm.热烘法处理废胶粉制得的改性沥青效果较好,改性沥青的针入度变小,延度增加,软化点虽然下降,但仍比较接近50℃;热压法处理废胶粉改性效果不理想.胶粉热处理能够在一定程度上改善沥青的性能.     

有机蒙脱土/废胶粉复合改性沥青的性能

采用熔融共混法制备了有机蒙脱土(OMMT)/废胶粉复合改性沥青,通过X射线衍射(XRD)分析和原子力显微镜(AFM)分析表征了复合改性沥青的微观结构,研究了复合改性沥青的物理性能、抗热氧老化性能和热储存稳定性.结果表明:OMMT的掺入使废胶粉在沥青中的分散更加均匀,OMMT/废胶粉复合改性沥青形成剥离结构;与废胶粉改性沥青相比,OMMT/废胶粉复合改性沥青的高温性能得到改善,随着OMMT掺量的增加,软化点大幅升高,25℃针入度及5℃延度减小;与废胶粉改性沥青相比,OMMT/废胶粉复合改性沥青的抗热氧老化性能和热储存稳定性明显提高.     

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.     

预降解工艺对废胶粉改性沥青性能的影响

采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)萃取糠醛抽出油中的芳烃组分,并利用糠醛抽出油NMP萃取油(FEONMP)对废胶粉预降解,将预降解产物作为改进剂与废胶粉混合后添加到沥青中进行研究。考察了传统湿法工艺和预降解工艺对废胶粉改性沥青性能的影响,采用动态剪切流变仪和荧光显微镜对废胶粉改性沥青的作用机理进行研究。结果表明,相比传统湿法工艺,预降解工艺能显著提高改性沥青的低温延度和高温存储稳定性。荧光显微图表明,由于废胶粉的预降解作用,预降解工艺能使废胶粉在沥青中形成连续交联的网络结构。     

超细活性废胶粉改性沥青的微观结构及其流变性能研究

采用超细活性废轮胎胶粉(UACR)和普通废轮胎胶粉(CR)分别制备了超细活性废胶粉改性沥青(UACRMA)和普通废胶粉改性沥青(CRMA).利用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、光学显微镜和旋转流变仪研究了改性沥青的微观结构和流变特性.结果表明:UACRMA体系中胶粉与基质沥青发生了化学和物理作用,UACR颗粒均匀地分布在基质沥青中,且随着UACR份数的增加,体系逐渐形成网络结构,回弹性能和高温稳定性逐渐增大,界面松弛逐渐减弱;而CRMA体系中胶粉与基质沥青仅发生了物理作用,CR颗粒较大,无法形成网络结构.     

新型胶粉改性沥青制备工艺和性能的研究

采用新型预混-母料工艺制备出了性能优良的胶粉改性沥青，并成功地进行了中试和放大生产。分别考察了新工艺和传统工艺所制备的胶粉改性沥青的常规性能。结果表明，与传统工艺相比，预混-母料工艺能够显著提高胶粉改性沥青的各项常规性能。     

SBS改性沥青老化及防老化研究进展

 SBS改性沥青在使用过程中,经受热、氧、光及交通荷载等因素的交互作用,其路用性能随之劣化,研究其老化行为具有重要意义。本文分析了SBS改性沥青老化过程中的影响因素,阐述了沥青老化性能评价指标与方法,综述了SBS改性沥青热-氧、热-光-氧老化机理,表明SBS改性沥青老化过程伴随沥青的老化和SBS的降解,轻组分向重组分转变;改善SBS的聚合结构、掺入纳米复合材料等稳定剂是延缓SBS改性沥青老化的有效途径。     

新型胶粉改性沥青制备工艺和性能的研究

采用新型预混-母料工艺制备出了性能优良的胶粉改性沥青,并成功地进行了中试和放大生产.分别考察了新工艺和传统工艺所制备的胶粉改性沥青的常规性能.结果表明,与传统工艺相比,预混-母料工艺能够显著提高胶粉改性沥青的各项常规性能.     

高含量SBS改性沥青老化性能及老化机理

为探究老化对高含量苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-butadiene-styrene, SBS)改性沥青性能(高粘沥青)的影响,通过室内试验模拟高粘沥青短期、长期老化,通过针入度、软化点、延度试验,流变试验,傅里叶红外光谱试验以及原子力显微镜试验测试老化沥青的物理性能、流变性能以及沥青组分。试验结果表明：随着老化程度的增加,高粘沥青25℃针入度、15℃延度减小,软化点、复数模量、蠕变速率增大,恢复率R先减小后增大,不可恢复蠕变Jnr与相位角则反之;高粘沥青前期老化以SBS降解为主,后期以沥青的热氧老化为主;老化过程中,高粘沥青发生化学反应产生羰基、亚砜基等含氧官能团,微观形貌中“蜂”形结构数量降低,单个面积增大;高粘沥青老化过程中,短期老化对其性能影响较小,长期老化则反之。     

双氧水氧化废轮胎胶粉在改性沥青中的应用

采用双氧水对废轮胎胶粉进行表面氧化改性,将氧化改性胶粉用于制备胶粉改性沥青.通过XPS表征证明氧化改性胶粉表面的C—O和C=O的含量显著增加.通过多因素正交试验方法研究氧化剂用量、氧化温度及氧化时间对胶粉改性沥青的25,℃针入度、软化点和5,℃延度等主要性能指标的影响.运用极差分析法和方差分析法探讨了各影响因素对改性沥青性能的敏感性,发现氧化温度对改性沥青性能指标的影响最大,并提出了胶粉氧化改性的最佳反应条件为:氧化剂用量10,m L,氧化温度80,℃,氧化时间3,h.氧化胶粉改性沥青在不使用界面改性剂的条件下,能够使5,℃延度提高到11.6,cm,主要性能指标达到美国废轮胎胶粉改性沥青标准,说明废轮胎胶粉的表面氧化能够显著提高胶粉与沥青的界面结合强度.     

考虑紫外辐射的交互老化对SBR 改性沥青流变性能的影响及其老化机理

考虑到紫外老化对丁苯橡胶SBR改性沥青性能的影响,分别采用2种交互老化方式(方式一:SBR改性沥青+旋转薄膜烘箱老化RTFOT+加压加速老化PAV+紫外老化UV;方式二:SBR改性沥青+RTFOT+UV+PAV)制备老化沥青,并对老化后5种沥青进行动态剪切流变试验DSR、蠕变劲度试验BBR、差示扫描量热试验DSC以及IR红外光谱分析。结果表明,经短期老化后的SBR改性沥青分别经历UV和PAV老化后的流变性能比较接近,但进一步分别经历PAV和UV老化后,其流变性能和老化程度变化显著,UV对于沥青的老化作用是非常明显的;不同老化顺序的交互老化结果也大不相同;相较于老化方式一,老化方式二对SBR改性沥青流变性能影响更显著;PAV和UV老化有着各自不同的老化机理,SBR改性沥青经历交互老化的实验结果正是这2种不同老化机理叠加的具体体现。     

胶粉/SBS复合改性沥青性能评价及改性机理

采用高速剪切法制备了复合改性沥青,其中胶粉掺量分别为7%,10%,13%和16%.通过沥青三大指标及弯曲梁流变试验发现:复合改性沥青的高温稳定性及抗高温变形能力优于单一的SBS改性沥青,但是其低温性能未得到改善.动态剪切流变试验结果表明:复合改性沥青的黏弹性力学性能也得到一定的提升.同时,借助荧光显微镜、红外光谱仪等微观手段对改性机理进行研究,结果证明:胶粉在改性过程中发生物理溶胀反应,由颗粒状变成网状;在改性过程中没有新的官能团产生,但是红外光谱特征峰的峰值发生变化,表示反应过程有化学键打开,在高温与高速剪切条件下,与胶粉发生枝接反应.结合宏观与微观试验,胶粉的合适掺量为10%～13%.     

废旧塑料改性沥青性能研究

对比研究回收塑料所含三种主要树脂对沥青性能的影响,结果表明:随掺量增加,低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)均使沥青常温粘度提高,软化点提高,当量脆点提高,延度降低;LDPE、HDPE改善高温性能效果优于PP,HDPE容易造成离析;三种树脂按不同比例复配后改性沥青性能无突变。三种树脂对沥青性能的影响规律相同,仅个别指标有差异。因此,直接使用未经分类混杂塑料改性沥青是可行的。     

橡胶沥青、废轮胎胶粉改性沥青的性能与推广应用

改革开放以来,我国的交通运输事业取得了举世瞩目的成就。科学发展观提出后,社会各界都在为建立节约环保型社会而努力,这也是交通运输业的重大任务。就要求工程技术人员研究推广出材料节约、循环利用、环保的新型路面材料。本文对橡胶沥青、废轮胎胶粉改性沥青、SBS改性沥青的术语进行解释并对三种沥青材料的沥青性能常规试验和PG分级结果进行对比,以便为废胎胶粉和橡胶沥青在我国道路工程建设和养护中的应用进行推广。     

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.