接枝SBS改性沥青的制备及性能

为了改善SBS改性沥青的存储稳定性,选择与沥青相容性好的单体,对SBS进行接枝改性.采用正交试验研究了接枝工艺参数(反应温度、反应时间和配料)对接枝率的影响,比较了不同接枝率下SBS改性沥青的性能,并采用1H-NMR和FTIR对接枝产物进行了分析,确定了合适的接枝工艺参数,即反应温度为90℃,反应时间为2 h,BPO与SBS的质量比为1.5%,L与SBS的质量比为0.2.在该试验条件下,获得了接枝率为7.21%,接枝效率为36.1%的改性SBS.存储软化点差和DSC分析表明,通过适量接枝,可显著改善沥青与SBS的相容性.     

加工参数对地沟油/废旧橡胶粉复合改性沥青性能的影响

为研究加工参数对地沟油/废旧橡胶粉复合改性沥青性能的影响,选取不同的剪切温度、剪切时间和剪切速率来制备地沟油/废旧橡胶粉复合改性沥青.利用沥青试验方法与荧光显微观测技术,对复合改性沥青的感温性、高温性能、低温性能和微观分散状态进行了分析研究.结果表明:橡胶粉、地沟油及沥青三者混溶时,加工参数对制备复合改性沥青性能的影响起着决定性作用.当剪切温度为180~190℃,剪切时间为90 min,剪切速率为5 000 r·min~(-1)时,可改善复合改性沥青中橡胶颗粒的细度及分散均匀性,使复合改性沥青的各项性能得到有效提高.     

改性沥青的流变性和储存稳定性研究

以高富AH-50为基质沥青分别制备SBS、胶粉和EVA改性沥青,利用动态剪切流变仪(DSR)分析不同种类改性沥青动态黏弹参数(储存模量G'和损失模量G″)随频率和温度的变化,结合60℃稳态流动试验和Carreau模型表征沥青的流变性能,并用储存稳定指数IS表征不同改性剂与沥青的相容性能。结果表明:试验范围内,随频率的增加G'和G″逐渐变大,相同频率下G'明显小于G″,改性沥青以黏性成分为主,且两者的差值在低频和高温下较大;与基质沥青相比,SBS和胶粉改性沥青的临界剪切速率γc降低幅度远大于EVA改性沥青的γc,SBS和胶粉的掺加使沥青偏离牛顿流体的程度更大,对剪切的敏感性更高;SBS和胶粉与沥青的相容性较差,在相分离时SBS迁移至上段,胶粉迁移至下段,而EVA与沥青的相容性较好,体系不易发生相分离。     

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青防水卷材的制备及性能

为了研究改性剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)掺量、基础油环烷油掺量以及加工温度对SBS弹性体改性沥青防水卷材性能的影响,分别以SBS热塑性弹性体改性沥青、长纤维聚酯毡、聚乙烯膜作为浸涂材料、胎基和隔离材料,采用高温溶胀、剪切工艺,制备SBS弹性体改性沥青防水卷材。结果表明,当改性剂SBS的质量分数为15%,基础油环烷油的质量分数为20%,加工温度为180℃时,SBS弹性体改性沥青防水卷材的性能最佳。     

SBS聚合物改性沥青技术性能

针对不同种类、不同工艺的SBS改性沥青，采用试验、理论相结合的方法，包括常规三大指标试验、SHRP动态剪切流变DSR试验、储存稳定性试验等，分析了加工工艺参数对SBS改性沥青技术性能以及相容性的影响。结果表明，不同品种的改性剂、不同的制备温度、不同的改性工艺均对改性沥青的性能产生较大影响。相比于其他因素而言，SBS改性沥青的改性工艺是影响其性能的主导因素；储存稳定性较好的改性沥青，其技术性能也较好；星型SBS改性沥青的技术性能优于线型SBS改性沥青；基于改性沥青的综合性能考虑，制备温度不宜过低。因此，通过掺配适当的稳定剂和助剂等措施改善改性工艺，是提高SBS改性沥青技术性能的最有效途径之一。     

SBS-胶粉-HDPE复合改性沥青制备工艺

采用SK-90~#基质沥青,通过正交试验设计选择6个试验变量,制备复合改性沥青,并采用灰色关联分析法对其技术指标测试结果进行分析,得出复合改性沥青的最佳制备工艺参数.结果表明:基质沥青经过SBS-胶粉-HDPE复合改性后,针入度大幅度降低,软化点和5℃延度得到不同程度的提高,并且第22组弹性恢复率高达60%,弹性较好;通过灰色关联分析,确定制备SBS-胶粉-HDPE复合改性沥青的最佳工艺参数如下:改性剂SBS掺量为5.0%,改性剂胶粉掺量为20.0%,改性剂HDPE掺量为4.5%,剪切速率为4 500 r·min~(-1),剪切时间为45 min,剪切温度为170℃;在高温剪切的作用下,SBS和HDPE相互缠绕联结,形成以胶粉作为填充物的三维网状结构,其中聚合物作为分散介质,沥青作为分散相,从而使复合改性沥青的整体性能得到提高.     

废胶粉/APAO复合改性沥青性能

为了研究废胶粉(WTR)与非晶态α-烯烃共聚物(APAO)对沥青复合改性的效果以及其最优加工工艺。首先采用高速剪切法制备多组不同掺量的WTR/APAO复合改性沥青;然后测定WTR/APAO复合改性沥青的针入度、软化点、黏度、弹性恢复,同时进行了存储稳定性分析与荧光显微镜微观检测;最后通过正交试验确定WTR/APAO复合改性沥青最优加工工艺。研究结果表明:WTR与APAO的掺量(质量分数,下同)分别为15%与4%时,WTR/APAO复合改性沥青的针入度比基质沥青降低了36.8mm,软化点增加了22.9℃,弹性恢复增加了67%,黏度(180℃)增加81%,且其各项指标均满足橡胶沥青评价指标要求;加入适量的WTR与APAO后基质沥青的高温性能和可恢复变形能力得到明显提高,WTR/APAO复合改性沥青具有较好的改性效果;与WTR单独改性相比,加入APAO能使针入度进一步减小,软化点、黏度与弹性恢复进一步增加,APAO的加入能进一步提升WTR的改性效果;加入4%的APAO后,WTR/APAO复合改性沥青比仅掺入15%的WTR改性沥青的软化点降低了3.3℃,APAO的加入能显著提高废胶粉改性沥青的存储稳定性,弥补了废胶粉改性沥青的不足;APAO不仅增进了WTR的分散程度,而且改善了WTR与沥青相的相容性。WTR/APAO复合改性沥青最优加工工艺基本参数为:先加入WTR,后加入APAO,控制剪切温度190℃,剪切时间90min,剪切速度5 000r/min。     

SBS与沥青相容性的研究

改性剂与沥青的相容性是决定改性效果和改性沥青制作工艺的关键因素,而聚合物改性沥青的相容性与基质沥青的组成、聚合物的剂量、聚合物成分结构以及贮存温度密切相关。利用热贮存稳定性试验系统研究了SBS与基质沥青的相容性。结果表明,线形SBS普遍比星型SBS具有较好的相容性,SBS含量小于3%时的改性沥青的稳定性也较好,沥青质含量适中、芳香分含量越小的基质沥青与SBS相容性也越好。     

SBS改性沥青性能实验研究

在混合温度为180 ℃、搅拌速度约3500 r/min的条件下,对胜华100号沥青进行改性,通过测定改性沥青的软化点和低温柔性两个性能指标考察了改性剂SBS的牌号、掺入量及混合时间对改性沥青性能的影响.实验结果表明,SBS的含量对改性沥青的软化点及低温柔性的影响最大,其次是SBS的牌号,而混合时间的影响最小.用SBS对胜华100号沥青进行改性的最佳工艺条件如下混合时间为2 h,SBS牌号为YH801,SBS的含量为12%.同时,还考察了基础油(软化剂)和邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)对改性沥青软化点及低温柔性的影响.基础油的加入对改性沥青软化点的影响较小,而基础油和邻苯二甲酸二丁酯的加入有利于改善改性沥青的低温柔性.     

复合工艺橡胶沥青混合料的性能

为了对复合工艺的橡胶沥青技术指标及其混合料路用性能进行研究,在制备橡胶改性沥青时掺入适量裂解剂,确定合理的制备温度和时间;对4种复合工艺橡胶沥青混合料的水稳定性能、低温弯曲性能及疲劳性能进行耐久性试验.结果表明:裂解剂质量分数为0.4%的橡胶沥青,以制备温度190℃,制备时间2 h为宜;掺加裂解剂的橡胶沥青混合料具有优异的高温、低温以及抗水损害性能,其动稳定度甚至是基质沥青混合料的3倍左右;复合工艺的橡胶沥青混合料具有优异的抗水损害、抗疲劳破坏性能以及抗低温弯曲性能,其弯拉破坏应变甚至高于橡胶颗粒SBS改性沥青混合料.     

SBS改性沥青性能实验研究

在混合温度为 1 80℃、搅拌速度约为 350 0r/min的条件下 ,对胜华 1 0 0号沥青进行改性 ,通过测定改性沥青的软化点和低温柔性两个性能指标考察了改性剂SBS的牌号、掺入量及混合时间对改性沥青性能的影响。实验结果表明 ,SBS的含量对改性沥青的软化点及低温柔性的影响最大 ,其次是SBS的牌号 ,而混合时间的影响最小。用SBS对胜华 1 0 0号沥青进行改性的最佳工艺条件如下 :混合时间为 2h ,SBS牌号为YH80 1 ,SBS的含量为 1 2 %。同时 ,还考察了基础油 (软化剂 )和邻苯二甲酸二丁酯 (增塑剂 )对改性沥青软化点及低温柔性的影响。基础油的加入对改性沥青软化点的影响较小 ,而基础油和邻苯二甲酸二丁酯的加入有利于改善改性沥青的低温柔性。     

SBS/废胶粉复合改性沥青的性能

以AH-70为基质沥青,加入经糠醛抽出油预溶胀的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS),外掺胶粉制备复合改性沥青(SBS/CRMA)。通过正交试验考察糠醛抽出油掺量、胶粉掺量、搅拌温度和搅拌时间对改性沥青性能的影响,采用动态剪切流变仪对SBS/CRMA、SBS改性沥青(SBSMA)和胶粉改性沥青(CRMA)的流变性能进行分析,并通过荧光显微镜观察SBS/CRMA的微观结构。由正交试验得到最优方案为:糠醛抽出油掺量8%(质量分数)、胶粉掺量25%(质量分数)、搅拌温度210℃和搅拌时间2.5h。在最优方案下制得SBS/CRMA的5℃延度为327mm、软化点为78.0℃、弹性恢复91.6%。SBS/CRMA在低温下更柔韧,高温下更坚硬,温度敏感性降低,抗车辙形变能力增强。结合荧光显微镜结构图,提出了SBS/CRMA的三维网络结构模型。     

混凝土桥面沥青铺装防水黏结层材料性能研究

为了评价不同类型桥面防水黏结层材料的性能,在实验室对水性环氧沥青、橡胶沥青和SBS改性沥青三种防水黏结层材料进行不同洒布量、温度、浸水和冻融条件下的抗剪切和拉拔性能试验.研究结果表明：三种防水黏结层材料的耐腐蚀性和不透水性均较优,水性环氧沥青的黏结强度、低温柔韧性、高温耐热性、温度敏感性、水稳定性、抗水损坏性均优于橡胶沥青和SBS改性沥青;推荐橡胶沥青、SBS改性沥青和水性环氧沥青分别采用洒布量为1.6、1.4、1.0 kg/m²进行工程应用.     

排水路面双改性高粘沥青性能优化技术及内在规律

废轮胎橡胶粉(crumb rubber modifier,CRM)和苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)双改性沥青具有很好的路用性能;但它的性能与生产工艺有很大关系。探讨CRM和SBS改性剂沥青生产工艺及性能的优化。研究选用两种沥青,采用不同的剪拌工艺制备双改性沥青,进行60℃动力黏度、135℃布氏黏度、三大指标、动态剪切流变的试验。研究发现:(1)先加SBS在沥青中剪切再加CRM (SSRM)搅拌双改性沥青的60℃动力黏度最高,抗车辙因子也最好;(2)通过SSRM工艺制得的4. 5%SBS,8%CRM含量的双改性沥青的抗车辙性能优异,60℃动力黏度也远远高于排水路面用改性沥青60℃动力黏度20 000 Pa·s的要求;(3)CRM与SBS双改性沥青的60℃动力黏度与三大指标、抗车辙因子有着明显的线性关系,但与135℃布氏黏度没有明显的线性关系。     

聚氨酯改性沥青的开发与性能评价

为了对热固性聚氨酯改性沥青性能进行评价,基于正交试验设计,以沥青高低温性能和粘弹性能优选聚氨酯改性沥青制备工艺,并进行极差和显著性分析,研究了聚氨酯掺量、剪切时间、剪切温度与剪切速率对聚氨酯改性沥青性能影响。研究结果表明,聚氨酯掺量对改性沥青高温性能与弹性恢复改善效果显著,但掺量超过15%时效果减缓;延长剪切时间与增大剪切速率对改性沥青各性能影响效果不显著;提高剪切温度对改性沥青高低温性能与弹性恢复影响显著,但剪切温度超过140℃后改性沥青发生固化现象,导致其低温性能与弹性恢复性能急剧下降。     

排水路面双改性高黏沥青性能优化技术及内在规律

废轮胎橡胶粉(crumb rubber modifier,CRM)和苯乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)双改性沥青具有很好的路用性能;但它的性能与生产工艺有很大关系。探讨CRM和SBS改性剂沥青生产工艺及性能的优化。研究选用两种沥青,采用不同的剪拌工艺制备双改性沥青,进行60℃动力黏度、135℃布氏黏度、三大指标、动态剪切流变的试验。研究发现:(1)先加SBS在沥青中剪切再加CRM (SSRM)搅拌双改性沥青的60℃动力黏度最高,抗车辙因子也最好;(2)通过SSRM工艺制得的4. 5%SBS,8%CRM含量的双改性沥青的抗车辙性能优异,60℃动力黏度也远远高于排水路面用改性沥青60℃动力黏度20 000 Pa·s的要求;(3)CRM与SBS双改性沥青的60℃动力黏度与三大指标、抗车辙因子有着明显的线性关系,但与135℃布氏黏度没有明显的线性关系。     

SBS改性沥青与石料的剪切性能

针对水煮法评价SBS改性沥青与石料间黏附性的局限性,以沥青与石料的黏结机理分析为基础,设计了基于剪切试验的沥青与石料黏附性评价方法,提出了以剪切强度作为黏附性定量评价指标,通过剪切试验,验证了剪切强度指标的可行性,分析了SBS改性剂类型、掺量和试验温度对SBS改性沥青与石料黏结作用的影响.结果表明:SBS的掺入显著改善了沥青与石料的黏结作用;随SBS掺量的增加,改性沥青与石料的黏结作用有明显的增大,当掺量为4%时,SBS改性沥青与石料的剪切强度较基质沥青提高约100%;同时,也说明剪切强度指标可定量评价沥青与石料的黏结效果,从而为改性沥青的性能评价和质量控制提供参考.     

线型SBS改性沥青制备方案研究

本文针对SBS改性沥青制备中的关键环节,在室内通过对搅拌时间、搅拌强度、发育时间等多个关键参数进行试验,对生产的SBS改性沥青进行基本的性能指标测试,根据测试结果,提出合理的SBS改性沥青的制备工艺。在研究中采用正交化试验方法,同时考虑多种因素,研究各个因素对SBS改性沥青性能的影响规律,寻求最佳的工艺组合。     

3种AC-20沥青混合料的动态模量及其主曲线拟合与分析

为了探索沥青路面常用的AC-20沥青混合料的动态模量规律,采用相同料源的粗集料、细集料和矿粉配制了AC-20级配矿质混合料。以马歇尔试验方法确定的最佳油石比,配制了湖沥青改性沥青、SBS改性沥青以及70#基质沥青等3种沥青混合料。采用基本性能试验仪的沥青混合料单轴压缩动态模量试验方法进行了动态模量试验,并在此基础上运用时间-温度等效原理,采用NCHRP09-29提供的Mastersolver Version 2.2对阿伦尼乌斯方程中的参数进行拟合,建立了参考温度为20℃的3种沥青混合料动态模量主曲线。研究结果表明,湖沥青改性沥青AC-20和SBS改性沥青AC-20的动态模量主曲线始终位于基质沥青AC-20上方,说明沥青改性剂对混合料性能改善作用显著;湖沥青改性沥青AC-20和SBS改性沥青AC-20的动态模量主曲线存在逼近、交叉现象,说明不同改性沥青混合料性能表现出不同的适用范围。     

基于黏弹特性的SBS改性沥青多次再生效果评价

采用动态力学分析方法(DMA法)对SBS改性沥青多次再生前后的黏弹特性进行研究,通过比较复数剪切模量、相位角、车辙因子、弹性恢复率和不可恢复的蠕变柔量等参数评价SBS改性沥青独特黏弹特性的保留程度与再生效果,并采用荧光显微镜对老化与再生过程进行观测.结果表明:随着老化与再生次数的增多,再生剂对SBS改性沥青黏弹性能的再生效果越来越差,SBS改性沥青独特黏弹特性逐渐丧失;多次再生后沥青对应力水平的敏感性增强,弹性恢复能力变差,越来越接近硬质沥青,难以满足适用于SBS改性沥青的MSCR分级标准;老化过程中SBS逐渐发生聚合、相容性变差,再生剂只能补充老化过程中沥青组分的迁移造成的轻质组分的减少,但不能重新分散SBS改性剂、不能改善SBS与沥青的相容性;SBS改性沥青3次及以上再生时,如果只采用再生剂再生,可考虑将之作为硬质沥青进行应用,如果不降低改性沥青路面的路用性能,新添加的改性沥青应添补旧沥青丧失的SBS黏弹特性,针对性定制新的改性沥青将成为技术途径.