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%.     

PE和SBS复合改性沥青混合料路用性能

以AH 70号沥青作为基质沥青,选用聚乙烯(PE)添加剂和聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)作为改性剂制备高模量沥青和高模量沥青混合料,通过车辙试验、动态蠕变试验、浸水马歇尔试验和低温小梁弯曲试验等室内试验,测试和评价沥青混合料的路用性能,并分析PE和SBS改性剂对混合料性能的影响。研究结果表明:PE和SBS复合改性后,沥青混合料的高温性能、力学性能和抗水损害能力有较大提高,而低温性能和抗疲劳性能有所降低;随着SBS和PE掺加量的增加,其对混合料路用性能的影响逐渐减弱,在实际应用中,PE和SBS适宜的总掺加量质量分数为10.0%(5.5%PE+4.5%SBS)。     

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。     

SBS和SEBS改性沥青及混合料抗老化性能

为了对比SBS和SEBS改性沥青及混合料抗老化的能力,设计紫外光老化试验,模拟在野外光氧条件下的长期老化;用傅立叶红外光谱分析了沥青及SBS,SEBS改性沥青老化前后结构与性能的变化.紫外光辐射试验表明,SEBS改性沥青及其混合料的热稳定性和抗光氧老化能力好于SBS改性沥青及其混合料;傅立叶红外光谱分析表明,改性沥青老化后性能下降主要是改性剂中双键断裂造成的.综合红外微观分析和宏观性能试验结果,SEBS改性沥青及其混合料具有良好的抗紫外线性能,使用寿命可以比SBS改性沥青混合料高1倍以上.适合于南方和高原紫外线强烈地区使用,尤其适用于对老化性能要求较高的开级配道路.     

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改性沥青混合料性能的试验研究

通过对20余种SBS改性沥青混合料的试验研究,对SBS改性沥青混合料的水稳定性、高温性能和低温性能等技术指标进行了对比分析·结果表明:AC 20I型中粒式沥青混凝土的马歇尔稳定度普遍要比抗滑表层沥青混凝土的马歇尔稳定度高,水稳定性相差不大;采用辽河系列沥青生产的混合料高低温性能较好;成品沥青生产的混合料综合性能较好·     

碳纤维导电SBS改性沥青混合料性能试验

为了分析导电沥青混凝土的路用性能和融冰效果,将短切聚丙烯腈基碳纤维掺入SBS改性沥青混合料AC-13C中,制备成碳纤维导电改性沥青混合料。选取5种碳纤维掺量分别进行了配合比设计、路用性能和模拟融冰等室内试验。研究结果表明,随着碳纤维掺量的增加,SBS改性沥青混合料的最佳油石比呈线性增加,动稳定度、浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比呈抛物线关系变化,低温弯拉强度和破坏应变呈"S"形递增关系,而劲度模量呈"Z"形递减关系。说明在SBS改性沥青混合料中掺入适量的碳纤维,因碳纤维的桥接、加筋和增韧作用,可有效提高SBS改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂和抗水损等路用性能,但过多的碳纤维会因分散性差易结团而造成增强效果降低。同时,当碳纤维掺量超过0.3%时,碳纤维在混合料内部相互搭接形成良好的导电网络,且具有良好的融冰效果。总体上,当碳纤维掺量为0.4%时,碳纤维导电SBS改性沥青混合料的各项路用性能、导电性能和融冰效率最佳。     

白炭黑对SBS改性沥青及沥青混合料性能影响

为了探明白炭黑对SBS改性沥青及沥青混合料性能的影响规律,研究采用白炭黑作为原材料,制备不同白炭黑掺量下的SBSI-D改性沥青,进行48 h离析软化点差、黏度、延度、针入度、软化点及老化后技术指标检测,并进行不同白炭黑掺量的SMA-13沥青混合料的动稳定度、TSR、残留稳定度、破坏应变、飞散损失及析漏损失试验。试验结果表明:白炭黑能够有效地提高SBS改性沥青的热存储稳定性、高温性能、粘滞性及抗老化性能;白炭黑能够提高SBS改性沥青混合料高温稳定性、水稳定性,减小析漏损失及飞散损失,对低温性能略有提升。     

SBS改性沥青及混合料质量分析

借鉴国外成型经验,并结合我国的实际情况,国内各施工部门经过多年的研究和实践,形成并完善了适合我国国情的改性沥青加工（施工）工艺。尽管改性剂品种有很多种类,但普遍使用的仍以SBS为主,并大量应用于高速公路、城市道路和机场跑道。     

抗剥离剂对季冻区玄武岩改性沥青混合料微观强度的影响

模拟吉林地区温度条件,试验研究两种新型沥青抗剥离剂在不同状态、不同温度条件下对玄武岩碎石改性沥青混合料微观强度的影响规律,同时准确、客观地评价两种沥青抗剥离剂的工程性能.结果表明:掺入沥青抗剥离剂提高了玄武岩碎石沥青矿料的微观强度.研究结果可以为吉林省及与吉林省具有相同气候条件或工程背景的玄武岩碎石沥青路面设计、施工提供理论依据.     

硫磺改性沥青混合料性能及机理研究

为改善沥青的高温性能,减小沥青路面车辙,提出了用SEAM改性沥青的新方法.通过室内试验,研究了SEAM改性沥青混合料的马歇尔性能指标、高温、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,影响SEAM改性沥青混合料性能的因素;应用红外光谱分析了硫磺改性沥青的部分成分变化,以研究硫磺改性沥青混合料高温稳定性提高的机理;在云南个屯一级公路上修筑了试验路,现场验证了SEAM改性沥青混合料路面的性能和使用效果和经济性.室内试验结果表明:当SEAM掺量大于20%以后,SEAM改性沥青混合料具有较好的抗车辙性能和抗疲劳性能;红外光谱分析表明:当SEAM掺量达到20%和30%的时候,沥青与硫磺发生充分作用,在沥青中形成氢键和S-H化学键,亚硫酸酯、硫酸酯和砜一类的物质.得出了硫磺改性沥青的机理,即硫磺改变了沥青分子间的连接和成分,使沥青高分子链的极性增强,移动受到约束,使沥青的粘度增大,从而使其高温稳定性提高.现场应用和测试结果证明:与普通沥青混合料路面相比,SEAM改性沥青混合料路面施工工艺和程序与普通沥青混合料相同,但在性能上SEAM改性沥青混合料好于普通沥青混合料,并可以节约一定的工程费用.基于室内试验和现场应用证明的SEAM改性沥青混合料在高温条件下的良好路用技术性能,得出了SEAM改性沥青混合料可以作为气候炎热地区沥青路面设计的一个方案选择的结论.图1,表12,参16.     

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。     

废机油再生SBS改性沥青性能及再生机理

为研究废机油对老化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene, SBS)改性沥青的再生效果及再生机理。采用沥青加速老化试验模拟长期老化过程制备老化SBS改性沥青,分别添加不同含量的废机油制备再生沥青,并结合沥青物理性能、流变性能试验评价再生SBS改性沥青性能。在此基础上,采用红外光谱试验、四组分分析试验、荧光显微分析试验探究废机油再生SBS改性沥青机理。研究结果表明：老化后SBS改性沥青针入度与延度降低,软化点与粘度增加,废机油的掺入将会增加老化SBS改性沥青针入度与延度,降低软化点与粘度,且与废机油掺量呈正比;废机油的使用将会降低再生SBS改性沥青的高温流变性能,提高再生SBS改性沥青的疲劳寿命;废机油能够降低老化SBS改性沥青劲度模量,对蠕变速率指标影响不显著;SBS改性沥青在老化过程中SBS发生破坏,沥青中的羰基与亚砜基含量增加,而废机油的掺入将会降低老化沥青中羰基与亚砜基含量,属于物理再生过程;SBS改性沥青老化后,饱和分、芳香分含量减少,胶质、沥青质含量增加,而废机油掺入后影响则反之;废机油的掺加将会使断裂的SBS分子部分溶胀,恢复沥青性能。     

特立尼达湖沥青/热塑性丁苯嵌段共聚物复合改性沥青混合料改性机理及性能

为弥补特立尼达湖沥青（Trinidad Lake asphalt,TLA）在某些性能方面的不足,考虑加入热塑性丁苯嵌段共聚物（styrene-butadiene-styrene,SBS）改性剂进行改善。首先,从微观及化学组成分析了TLA的改性机理。然后,对TLA和TLA/SBS复合改性沥青性能分别进行了测试,并对不同TLA掺量下的TLA/SBS沥青混合料进行了动稳定度、稳定度、水稳性、低温抗裂性、抗疲劳、动态模量等指标的试验。结果表明,复合改性显著的改善了基质沥青的软化点、延度、黏度指标,一般在45%以上;复合改性后的沥青混合料各项指标都得到了明显的提升,特别是高、低温稳定性、抗疲劳性能、动态模量提升幅度在13%~86%,具有良好的路用性能。最后,得出了沥青混合料中的SBS最佳掺量应为5%,TLA掺量为20%。     

东北季冻区透水性沥青混合料路用性能验证

目的为将透水性沥青混凝土路面应用于东北季冻区,对大油石比下的透水沥青混合料进行高温、低温、水稳定性能和渗水系数的研究.方法采用一种新的计算方法确定最佳沥青用量,以动抗压强度评价开级配混合料的高温性能,改进了冻融劈裂的试验条件,同时进行了小梁低温弯曲试验.结果大油石比5.8%时动抗压强度较最佳油石比5.3%下降了6%,抗水稳定性呈现逐步上升趋势,大油石比5.8%最大弯拉应变较最佳油石比5.3%提高了80%.结论大油石比下的透水沥青混合料的高温性能稍有下降,但低温性能和水稳定性能明显提高,更适合应用于东北季冻区.     

SBS改性沥青混合料路用性能研究及工程实践

为防止沥青路面的早期破坏,芜宣高速公路在路面上面层设计时,进行了普通沥青和SBS改性沥青混合料主要路用性能的比较研究,试验结果表明SBS改性沥青混凝土具有优良的路用性能,因此采用SBS改性沥青进行上面层铺筑。针对改性沥青路面的施工特点,制定了科学的施工工艺和严格的质量控制手段,收到了良好的效果。     

碳纳米管/SBS复合改性沥青的性能

为了弥补SBS改性沥青存在的贮存稳定性差以及抗紫外光老化性能差等缺陷,发挥碳纳米管在复合材料增强方面的优势,采用高速剪切法制备了碳纳米管/SBS复合改性沥青。通过测试不同掺配比例时各试样的针入度、延度和软化点,分析了碳纳米管对SBS改性沥青高低温和感温性能的影响。采用动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验以及布氏黏度试验,测试了改性沥青的高温流变、低温蠕变以及施工和易性等性能。运用紫外环境箱进行加速光老化试验,评价了碳管在抗紫外老化中的作用。研究结果表明,碳管可以提高SBS改性沥青的软化点、黏度,提升高温流变性能和抗紫外老化性能,而对延度和低温蠕变性能基本无影响;碳管掺量为1%时,复合改性沥青综合性能较为优异。     

NOMMT/SBS复合改性沥青流变性能

为了研究纳米有机蒙脱土(NOMMT)与SBS两种改性剂对沥青流变性能的影响,采用熔融插层复合法,将改性剂与基质沥青熔融共混,制备了6种不同NOMMT、SBS改性剂掺量的NOMMT/SBS复合改性沥青.通过动态剪切流变(DSR)与弯曲梁流变(BBR)试验,分析不同的温度、NOMMT及SBS掺量和老化条件下的沥青流变性能.结果表明,SBS改性剂对基质沥青的高温稳定性和低温抗裂性具有良好的改善作用,且改善效果与SBS掺量有关;添加NOMMT不仅可有效增强SBS改性沥青的高温稳定性和低温抗裂性,而且显著提高其抗老化性能.此外,在研究的NOMMT和SBS掺量范围内,添加2%NOMMT和3%SBS改性沥青老化前后的高温稳定性和低温抗裂性最好.     

SBS改性沥青混合料高温性能多指标综合评价

通过室内车辙试验以及静态蠕变、动态蠕变试验,研究了混合料在特定温度和压力等条件下的变形特性,全面考察了沥青混合料的高温性能,提出宜采用车辙动稳定度、相对变形、静态蠕变劲度和动态蠕变劲度等指标对混合料高温性能进行多指标综合评价;相关分析表明,不同厚度试件(50,70 mm)的车辙动稳定度以及相对变形均表现出较好的线性相关性,试验温度40 ℃的条件下的静态蠕变劲度和动态蠕变劲度之间也表现出较好的线性关系.     

胶粉/高黏剂复合改性SBS沥青的性能与改性机理

通过添加胶粉和高黏剂对SBS改性沥青进行复合改性。采用基本物理指标研究高黏改性沥青的制备工艺;采用软化点差值法评价高黏改性沥青的热储存稳定性;采用动态剪切流变试验(DSR)研究高黏改性沥青的高温流变性能和中温抗疲劳性能;借助傅里叶红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)对高黏改性沥青的改性机理进行分析。基本物理试验结果表明:胶粉有助于提高改性沥青的高温性能,但对其低温性能有不利影响,高黏剂能够大幅度提高改性沥青的黏度,最佳的胶粉掺量和三种高黏剂的掺量分别为:10%、8%、7%、8%。离析试验结果表明:三种高黏改性沥青的热储存稳定性满足规范要求。DSR试验结果表明:胶粉和高黏剂有助于提高成品SBS沥青的高温性能和感温性能;短期老化后,其高温性能提高,但对感温性能产生不利影响;胶粉和高黏剂的掺入提高了沥青的中温抗疲劳性能。FTIR结果表明:胶粉和高黏剂与SBS沥青之间既存在物理共混,也有化学反应的发生。DSC结果表明:通过高黏复合改性后,沥青的高温稳定性得到有效提高。