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。     

废轮胎橡胶粉对复合改性沥青老化的多尺度性能影响

为了研究废轮胎橡胶粉(CRM)对复合改性沥青老化的影响,本文对SBS掺量4.5%不变,改变CRM掺量为0、6%、10%和14%制备复合改性沥青。对旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)老化前后的沥青分别进行动态剪切流变分析,原子力显微分析和傅里叶红外光谱分析,多尺度分析CRM对复合改性沥青老化的影响。研究发现：CRM的掺入使得沥青蜂状结构变得细小、分散,老化后沥青表面变得粗糙,微观力学性能与宏观力学性能都有所增强;CRM增强了沥青的弹性性能和抗形变性能,增大黏附力和杨氏模量,使沥青整体粗糙,CRM对复合改性沥青的老化有一定的抑制作用,对于SBS老化过程中的分解没有影响;RTFOT前后,沥青抗车辙因子与Rq和杨氏模量都有明显的线性关系,抗车辙因子与黏弹性没有明显的线性关系。     

全透式沥青路面专用高黏度改性沥青性能对比

为了制备一种全透式沥青路面专用高黏度改性沥青,采用自制改性粒子(SR)与SBS粒子为复配改性剂,对基质沥青进行复合改性。通过荧光显微照相、针入度试验、延度试验、软化点试验、薄膜老化试验、动力黏度试验及布氏黏度试验等,对自制高黏度改性沥青性能进行表征,并与SK90#基质沥青、橡胶沥青、SBS改性沥青进行性能对比。结果表明:各改性材料在基质沥青中分散良好,自制高黏度改性沥青中的SR粒子作为高弹嵌挤单元提高了沥青交联网状结构的稳定性;与基质沥青相比,改性沥青具有较高的软化点和延度,以及较低的针入度(25℃);自制高黏度改性沥青的动力黏度高达230kPa·s,明显高于橡胶沥青和SBS改性沥青;动态剪切流变试验(DSR))中自制高黏度改性沥青高温分级达到PG82℃,较SBS改性沥青和橡胶沥青提高1个等级,较基质沥青提高4个等级,高温变形可恢复性能最强;4种沥青的原样和薄膜老化后沥青中以自制高黏度改性沥青的车辙因子随温度变化最为缓慢,高温敏感性最弱,耐老化性能优异;弯曲梁流变试验(BBR)中,SBS改性沥青和自制高黏度改性沥青的低温分级均达到PG-18℃,较基质沥青和橡胶沥青高1个等级,但自制高黏度改性沥青的蠕变劲度较小,蠕变速率较大,具有更强的低温柔性。     

岩沥青与SBS复合改性高黏沥青的配比研究

以中海A H-70#基质沥青为基本原料,采用中东天然岩沥青与SBS改性剂复合改性制备高黏沥青.通过均匀设计的方法设计岩沥青与SBS改性剂的复配材料组成,并采用针入度试验、延度试验、软化点试验、60℃动力黏度试验、布氏黏度试验以及DSR试验对复合改性高黏沥青的性能进行测试.结果表明:针入度和延度受岩沥青掺比的控制影响较大;而软化点受SBS改性剂掺比的控制影响较大;复合掺量与60℃动力黏度、布氏黏度以及抗车辙因子均成正相关关系.基于试验分析,采用SPSS软件建立回归模型,运用MATLAB软件计算分析得到天然岩沥青与SBS改性剂的最佳复合掺配比例分别为:5.4％和6.4％.     

生物炭改性沥青的路用性能

为改善沥青的路用性能并兼顾环境效益,选择生物炭对沥青进行改性,采用高速剪切法制备不同掺量的生物炭改性沥青,通过沥青三大指标试验、60℃动力黏度试验、布氏旋转黏度试验(RV)、旋转薄膜烘箱老化试验(RTFOT)等对其进行性能评价。试验结果表明,生物炭可有效提高沥青材料的高温性能及温度稳定性,其掺量达到12.5%时改性效果为最佳;生物炭改性沥青的动力黏度和布氏黏度均随生物炭掺量的增加而不断增大,表明生物炭改性剂具有显著的增稠作用,可提高改性沥青的黏结及抗流动变形能力;不同生物炭掺量的残留针入度比均高于基质沥青的,软化点增量均小于基质沥青的,生物炭改性沥青的抗老化性能得以改善。此外,生物炭沥青的应用具有良好的环境效益和经济效益。     

用于排水沥青路面的高黏度改性沥青的制备及性能

为制备出适用于排水沥青路面的高黏度改性沥青,并降低使用成本,运用熔融共混工艺,将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、天然增黏树脂(TR)以及少量增塑剂混炼得到新型热塑性高黏度改性剂(N-HVM),用其制备新型高黏度改性沥青(N-HVA),并对其改性效果进行研究。选用传统TPS-HVA、SINOTPS-HVA作为对照组进行对比分析。首先通过针入度、软化点、5℃延度、60℃动力黏度、135℃布氏黏度、弹性恢复试验研究不同N-HVM掺量对沥青常规物理性能的影响,确定出N-HVM的最佳掺量范围;其次通过黏度试验分析高黏度改性沥青的黏流特性,借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)试验、差示扫描量热(DSC)试验探析高黏度改性沥青的改性机理;最后利用动态剪切流变(DSR)试验和弯曲梁流变(BBR)试验评价高黏度改性沥青的高低温流变性能。试验结果表明：N-HVM最佳掺量(质量分数,下同)范围为14%～18.5%,制备的高黏度改性沥青常规物理性能满足规范要求。N-HVM的成本仅为市售高黏改性剂TPS、SINOTPS的30.8%、67.1%,能够显著降低高黏度改性沥青的使用成本。基质沥青与N-HVM...     

SBS改性浅色沥青胶结料的流变性能

采用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合改性C9树脂和高含量芳烃减压馏分油获得了浅色沥青胶结料,对比考察了国内外同类产品和70#基质沥青族组成和流变性能。研究结果表明:EVA和SBS可明显改善浅色沥青胶结料的针入度、软化点和延度;添加SBS后浅色沥青胶结料的动力黏度变大,损耗因子的变化幅度变小,温度敏感性能有较大改善。动态剪切和应力流变测试结果表明,加入SBS后浅色沥青胶结料复合模量略有改善,损耗因子在50℃附近出现明显拐点,抗车辙性能有较大改善。蠕变性能分析结果表明,SBS改性浅色沥青胶结料的形变和恢复率可达70#基质沥青水平,胶结料形变恢复率明显提高。     

SBS物理和化学改性沥青混合料抗车辙能力分析

通过对SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)物理和化学改性沥青的动态剪切流变试验(DSR)及其改性沥青混合料的马歇尔、车辙和APA(沥青路面分析)车辙试验,对比分析了2种类型改性沥青对沥青混合料抗车辙能力产生的不同影响.由车辙试验结果可知:化学改性沥青混合料的动稳定度为物理改性沥青混合料的1.5倍以上,表明化学改性沥青混合料抗车辙能力好于物理改性沥青混合料,而美国SHRP的APA车辙试验结果也得到了相同的结论.     

新型温拌改性沥青流变性能研究

为降低沥青混合料施工过程中大量的能源消耗和废气排放,研发了新型温拌沥青改性剂,基于布洛克菲尔德旋转黏度试验,确定了温拌剂降黏特性。采用动态剪切流变试验(DSR)试验研究了温拌剂掺量、温度等因素对沥青流变性能的影响规律。结果表明:温拌剂掺量大于1%时,沥青黏度降低约80%,与SBS改性沥青相比,在64~70℃范围内时,温拌改性沥青抗车辙因子提高幅度为28.6%~71.4%,温拌剂的加入不仅降低了沥青黏度,而且改善了沥青高温性能。     

水-热作用下胶粉改性沥青汉堡车辙高温性能

橡胶类改性沥青混合料的高温性能一直是中外研究的热点问题。采用浸水汉堡车辙试验,针对普通橡胶沥青、溶解性(terminal blend, TB)胶粉改性沥青及TB复合改性沥青混合料在水-热综合作用下的抗车辙性能进行评价与对比。实验结果表明,对于传统橡胶沥青来说,其在浸水条件下的高温抗车辙性能随着掺量的增大而先下降后上升,掺量从5%变化至20%的过程中,橡胶沥青中的橡胶颗粒对沥青分散体系的性能贡献逐渐增大,橡胶粉掺量推荐采用内掺20%。对于TB胶粉改性沥青混合料,其在水-热综合作用下的抗车辙性能劣于基质沥青混合料,且随掺量的增加而逐步下降。对于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(styrene butadiene styrene triblock copolymer, TB+SBS)复合改性沥青混合料,SBS的掺入能够显著提高TB胶粉沥青混合料在水-热综合作用下的抗车辙性能,且性能随SBS掺量的增加而提升。根据实验结果,在TB+SBS复合改性沥青混合料中推荐使用20%橡胶沥青,SBS的掺量可根据性能与成本进行综合考虑。     

一种成品温拌沥青的热存储耐久性

对一种由温拌剂改性生产的成品温拌沥青进行了沥青性能、混合料性能和现场热储存耐久性能评价,并与基质沥青进行了对比.该温拌沥青与基质沥青的技术性能指标(包括粘度)相当,但温拌沥青能够提高混合料的施工和易性,降低施工温度,且其温拌混合料性能不低于热拌沥青混合料的技术要求.在生产现场,温拌沥青经过长期高温储存后,仍能降低混合料的施工温度,具有较好的热储存耐久性.     

直馏沥青与半氧化沥青及其混合料性能对比研究

为了研究直馏和氧化两种工艺生产的沥青及其混合料路用性能特点,选择两种生产工艺下的70#和90#沥青进行沥青常规指标试验,并分别用四种沥青和AC-16级配配制混合料进行马歇尔试验,对比研究直馏沥青混合料和半氧化沥青混合料高温、低温和水稳定性等路用性能的特点。结果表明,氧化工艺相比较于直馏工艺,能改善沥青高温性能,但在提高沥青的低温性能和抗老化性方面不如直馏工艺;半氧化沥青混合料抗压强度高于直馏沥青混合料;半氧化沥青混合料的高温稳定性,低温抗裂性和低温状态下的水稳定性均在一定程度上优于直馏沥青混合料;鉴于两种沥青各有优缺点,对于高标准重交通道路的石油沥青,建议采用直馏和半氧化综合生产工艺。     

场拌沥青混合料沥青含量误差分析

沥青含量是沥青混凝土生产中最主要的控制指标之一。较详细地分析了沥青抽提试验误差、拌和楼系统误差的来源，提出了减少沥青含量误差的措施。     

新型壬基酚系列沥青乳化剂的合成与性能表征

以工业一级对壬基酚(简称NP)与二乙醇胺为原料合成了1种阳离子沥青乳化剂,4种两性沥青乳化剂.通过红外光谱分析验证了最终产物的结构;采用化学滴定法测定了反应产物的有效成分含量.利用合成的沥青乳化剂制备出乳化沥青,并对乳化沥青的乳化效果、储存稳定性、拌和稳定度、标准黏度、沥青含量、筛上残留物、与粗集料的裹附性等项目进行了测试.结果表明,4种沥青乳化剂的乳化效果较好,其中1种可以作为中裂型沥青乳化剂使用,另外3种可以作为慢裂型沥青乳化剂使用.     

废旧沥青的再生研究

通过对老化沥青组分的分析,提出了研制沥青再生剂的基本思路。使用自制再生剂对老化沥青进行再生,利用核磁共振和红外光谱的方法分析了再生沥青的组分,并考察了再生沥青的基本性能。结果表明,自制再生剂能有效改善旧沥青性能,再生沥青的饱和分和胶质含量上升了,针入度、软化点、延度可以恢复到新沥青的水平。     

橡胶沥青混合料的疲劳性能

参考美国AASHTO TP8标准要求,根据中国沥青混合料的成型现状,采用MTS(material test system)控制加载,选择改进的三分点加载小梁弯曲疲劳试验评价了亚利桑那州体系下的橡胶沥青混合料的疲劳性能.试验结果表明:橡胶沥青混合料的疲劳寿命与应变水平有着很好的线性关系;使用了间断级配和高沥青用量的橡胶沥青混合料的疲劳性能明显好于一般AC-13级配下的SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青混合料和基质沥青混合料;橡胶沥青混合料优异的疲劳性能与高温稳定性与沥青及特殊的级配有密切关系.     

橡胶沥青混合料疲劳性能研究

参考美国AASHTO TP8标准要求,根据中国沥青混合料的成型现状,采用MTS材料试验机控制加载,选择改进的三分点加载小梁弯曲疲劳试验评价了亚利桑那州体系下的橡胶沥青混合料的疲劳性能。试验结果表明：橡胶沥青混合料的疲劳寿命与应变水平有着很好的线性关系;使用了间断级配和高沥青用量的橡胶沥青混合料的疲劳性能明显好于一般AC-13级配下的SBS改性沥青混合料和基质沥青混合料;橡胶沥青混合料优异的疲劳性能与高温稳定性,与沥青与级配有密切关系。     

旧沥青路面再生研究的现状与工艺

旧沥青路面再生利用是一项新的沥青路面修筑技术 ,它具有节约材料、降低沥青路面造价及保护资源 ,可以减少废旧沥青路面对环境的污染与破坏作用 .目前世界各国都非常重视 ,我国也是如此 ,随着我国首条高速公路 (沈大高速公路 ,1 988年建成 )即将进入维修时期 ,废旧沥青路面再生利用日益迫切 .文章分析了国内外旧沥青路面再生研究的现状与工艺 ,分析了旧沥青路面再生混合料的设计及施工工艺 ,提出我国实行旧沥青路面再生工作的迫切性和意义     

大粒径透水性沥青混合料最佳沥青用量的确定

确定了大粒径透水性沥青混合料(LSPM)最佳沥青含量,以满足混合料沥青膜厚度、设计孔隙率等参数的要求,提高了柔性基层用LSPM的综合路用性能。     

彩色沥青路面耐久性探讨

结合某城市BRT彩色沥青路面工程项目,在室内试验评价的基础上,探讨胶结料和其它组成材料的性能要求和适宜的掺量,并提出彩色沥青混凝土参考的技术要求,希望得以改善彩色沥青路面的耐久性.