SBS/胶粉复合改性新疆沥青制备及性能评价

为解决新疆沥青与SBS、胶粉相容性差,SBS对其难以改性等技术问题,提高新疆交通建设中废料利用水平,采用SBS、胶粉对克拉玛依(KLMY)、塔河(TH)调和沥青进行复合改性,制备了SBS/胶粉复合改性新疆调和沥青,优化其制备工艺,确定适用于新疆炎热地区及严寒地区的SBS/胶粉复合改性新疆沥青掺配方案;采用动态剪切流变(DSR)试验、多应力重复蠕变恢复(MSCR)试验、弯曲梁流变(BBR)试验、线性振幅扫描(LAS)试验、布氏旋转黏度试验,对比评价了SBS/胶粉复合改性新疆沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青的高温流变性能、低温流变性能、疲劳性能和黏温特性。结果表明：优化后的SBS/胶粉复合改性新疆沥青制备工艺为沥青分2次剪切;适用于新疆严寒地区的复合改性沥青(SBS/CR-N)掺配方案为KLMY90∶TH60=2∶3、掺量15%胶粉(质量分数,下同)、3%SBS、2%PR-1助剂、4%相容剂SH、0.12%稳定剂SWD;适用于新疆炎热地区的复合改性沥青(SBS/CR-S)掺配方案为KLMY90∶TH60=2∶3、15%胶粉、3.5%SBS、2%PR-1助剂、3%相容剂SH、0.12%稳定...     

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。     

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物-改性胶粉复合改性沥青路用性能流变学分析

为研究改性剂掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer,SBS)-改性胶粉(modified rubber powder,MCR)复合改性沥青路用性能的影响,通过常规流变学试验方法,定性对比研究了SBS和MCR改性剂掺量对SBS-MCR复合...     

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.     

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.     

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%。     

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。     

温度对胶粉改性沥青混合料体积参数的影响

对比胶粉改性沥青与SBS改性沥青,采用AC-13C,SMA-13及断级配AR-AC13三种混合料在120~200℃范围内击实,以此涵盖道路施工实际压实温度,模拟路面压实性能.研究结果表明,温度对胶粉改性沥青混合料的体积参数有较大影响,在160~180℃温度区间内,改性沥青混合料的空隙率、VMA与VFA对温度不敏感,提高拌和温度对改善压实质量无实质意义;当温度降至160℃以下时,VMA迅速升高,VFA迅速降低,空隙率也呈现出"直线"的增大趋势,在此阶段提高拌合温度可在一定程度上改善压实质量.     

基于红外光谱法的SBS改性沥青共混机理

采用高速剪切工艺在实验室制备了SBS物理和化学改性沥青，基于红外光谱法对SBS改性沥青中沥青的杂原子化合物及SBS中特征官能团进行分析，通过比较基质沥青、SBS、SBS物理改性沥青及SBS化学改性沥青的四种红外光谱图，揭示了SBS改性沥青的共混机理．结果表明SBS物理改性沥青的红外光谱图为基质沥青与SBS红外光谱图的简单叠加，说明SBS与基质沥青只是简单的物理共混共容．而SBS化学改性沥青的红外光谱图却有略微变化，说明由于SBS与基质沥青在强剪切力作用下的溶混炼以及稳定剂的添加，其中少量的SBS发生断裂，产生大分子自由基，从而与基质沥青发生化学反应，SBS之间发生交联反应而SBS与基质沥青之间发生了接枝反应．利用红外光谱法还可以测定SBS改性沥青中SBS的含量，从而评价SBS改性沥青的技术性能．     

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。     

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.     

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.     

SBS乳化改性沥青的制备与性能研究

本文所研制的SBS乳化改性沥青采用的是先改性后乳化的工艺流程,研究了乳化剂用量对乳化改性沥青乳化效果和贮存稳定性的影响,以及SBS改性剂用量对沥青软化点、延度和针入度的影响,得到制备乳化改性沥青的最佳用量配比。试验结果表明:通过检测沥青乳液的性能,得出乳化剂和改性剂的最佳用量分别为1.5%和4%,所制备的乳化改性沥青较基质沥青的各项性能均有不同程度的改善,是一种性能优良的沥青产品。     

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。     

纳米碳酸钙和SBS复合改性沥青的性能

用直接剪切的方法制备纳米碳酸钙和SBS复合改性沥青,对纳米碳酸钙和SBS复合改性沥青的常规技术性能、SHRP技术性能及动态力学性能等进行试验研究。研究结果表明,在SBS改性沥青(SBS含量为5%)中掺入纳米碳酸钙后,随着纳米碳酸钙含量的增加,复合改性沥青的软化点、针入度指数提高,但5℃时延度降低;纳米碳酸钙和SBS含量均为5%的复合改性沥青满足PG 76—22的指标要求;纳米碳酸钙和SBS复合改性沥青的贮能模量E′、损耗模量E″在试验温度区间(-30～30℃)均比SBS改性沥青的高,但复合改性沥青的损耗角正切(tanδ)在10℃以下略比SBS改性沥青的高,而在10℃以上则略比SBS改性沥青的低,说明在SBS改性沥青中掺入纳米碳酸钙获得了良好的增强效果,且低温下的韧性有所提高。     

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。     

现场存储SBS改性沥青的性能提升方法研究

针对SBS改性沥青在现场存储过程中的循环加热产生的性能衰减问题,结合室内试验,模拟存储过程中的四种典型工况,研究SBS改性沥青的针入度、软化点、延度、布氏旋转黏度和离析指标的衰减规律.同时,以外掺高掺量SBS改性沥青和外掺自主研发的RE高黏改性剂作为性能提升方法,研究最不利工况下两种性能提升方法对SBS改性沥青性能的恢复效果.试验结果表明,循环加热次数越多,不同循环加热存储工况之间的温度越高、时间越长,针入度、软化点、延度、布氏旋转黏度降低幅度越大,离析增加越明显;其中,延度、软化点和离析影响程度最为严重.在最不利工况下,外掺高掺量SBS改性沥青的恢复效果不理想;外掺RE高黏改性剂对老化SBS改性沥青的性能提升效果较为明显,延度、软化点和离析的变化幅度较大.当高黏改性剂的掺量达到5%时,老化SBS改性沥青延度、软化点和离析均已经达到了养护工程对SBS改性沥青的要求.     

SBS复合改性沥青存储稳定性与常规性能的灰色关联分析

以改善SBS改性沥青存储稳定为目的,添加有机蒙脱土OMMT、硫磺S和炭黑CB三种添加剂对SBS改性沥青复合改性,分析添加剂种类和掺量对SBS改性沥青存储稳定性以及常规性能的影响,采用灰色系统关联方法分析SBS改性沥青存储稳定性与沥青各项常规性能关系。结果表明:三种添加剂在适宜掺量下都能有效解决SBS改性沥青离析问题;其中OMMT添加剂对SBS改性沥青高温性能改性效果显著;CB添加剂可降低SBS改性沥青对温度的敏感性;灰色关联分析表明不同SBS复合改性沥青的存储稳定性与其常规性能之间的相关性各不相同:SBS/OMMT复合改性沥青SBS/S复合改性沥青SBS/CB复合改性沥青。     

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.