橡胶粉 SBS 纳米SiO2三元复合改性沥青性能研究

用直接剪切的方法制备了SBS、废旧橡胶粉以及纳米SiO2三元复合改性沥青,研究了拌合时间、拌合温度及改性剂掺量对沥青形貌以及沥青软化点、针入度、延度的影响规律.研究结果表明,在拌和温度为180 ℃、拌和时间为6 h,SBS掺量为5%、橡胶粉掺量为25%、SiO2掺量为0.05%的条件下,能够获得改性沥青最优性能,与基质沥青相比,改性沥青的软化点提高了63%,5 ℃延度提高了600%.     

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.     

布敦岩沥青改性沥青Superpave使用性能研究

为探讨布敦岩沥青(Buton Rock Asphalt,BRA)对基质沥青使用性能的影响,运用Superpave沥青结合料规范的有关试验评价体系,对不同掺量的BRA改性沥青进行实验室试验.试验结果与分析表明:不同掺量BRA改性沥青135℃时的黏度均小于3Pa·s,满足规范要求,具有良好的施工特性;BRA改性沥青复数模量指数减小,温度敏感性降低;BRA改性沥青高温性能得到明显改善,可用于夏季高温地区;与基质沥青相比,BRA改性沥青的可使用温度范围扩大,其在温差较大地区更适用;BRA对改性沥青低温性能产生消极的影响,但这一点有必要从沥青混合料、路面整体结构方面对BRA改性沥青低温性能进行综合评价,以利于BRA改性沥青进一步的研究和利用.     

SBS改性沥青的制备及性能研究

针对SBS改性剂价格较贵和其研究现状,在一定工艺条件下制备SBS改性沥青。本文研究了改性剂SBS的加入量对改性沥青的延度、针入度、软化点等的影响并确定合适掺入量。实验结果表明:一定量的SBS改性剂可以改善改性沥青的延度、针入度、软化点指标。当SBS的加入量为3.5%-3.9%时,SBS改性沥青的三大指标改善效果良好且符合国家标准。考虑成本因素,节约资源,选择SBS改性剂的添加量为3.5%。     

高岭土改性沥青黏温特性分析

为了探讨高岭土对温拌沥青的作用,制备了5种不同掺量的高岭土改性沥青试样,主要对高岭土对改性沥青黏度及温度敏感性的影响进行了研究,在控制变量剪切率、掺量的基础上进行不同温度下的布氏黏度试验,并且通过不同温标下的黏温指数(VTS)方法分析了高岭土掺量对沥青的温度敏感性影响。试验结果表明:掺量为11%的高岭土改性沥青黏度最大,温度敏感性最小,具有一定的改性效果;随着温度升高沥青黏度减小,同时利用Jamming理论分析,温度和剪切率的变化使得改性沥青的相态发生转变,可见当温度高于135℃时,高岭土改性沥青的黏度随剪切率增加而减小并且受剪切率影响逐渐变小。     

基于流变性能的抗油蚀改性沥青高温特性

为有效评价抗油蚀改性沥青的高温特性,采用5％抗油蚀剂对佛山70#、佛山90#两种基质沥青进行改性,并对其抗油蚀性能进行评价.同时,基于流变性能对不同沥青进行高温性能研究,并对不同表征高温特性的指标进行相关性分析.结果表明,与基质沥青相比,抗油蚀改性沥青具有更小的油蚀度,抗油蚀性能优异;抗油蚀改性沥青的相位角δ、不可恢复蠕变柔量Jnr下降明显,复数剪切模量G*、车辙因子G*/sinδ及蠕变恢复率R显著增加,高温性能显著改善;与其他高温指标相比,G*/sinδ与Jnr相关性更好,G*/sinδ更具适用性和准确性.     

微纳米砖混凝土垃圾改性沥青及其混合料路用性能研究

针对逐年提高的路面质量要求和大量的废旧沥青材料浪费的现象,提出将建筑垃圾中的砖、混凝土类细料部分进行碾压、研磨并加工成微纳米级别,并将其作为改性剂加入到基质沥青中,达到改善沥青并减少沥青用量的作用.采用针入度、延度、软化点、黏度和动态剪切流变等试验测试并验证改性沥青的高、低温性能;采用车辙试验、低温弯曲蠕变试验、冻融劈裂试验以及浸水马歇尔试验分别验证改性沥青混合料的高、低温性能和水稳定性.试验结果表明:改性沥青中,微纳米砖混凝土垃圾材料能够改善其高温性能,且在10%掺配比时效果最佳;混合料中,微纳米砖混凝土垃圾材料能显著提高其高温稳定性和水稳定性,其中动稳定度提高60.2%,残留稳定度与劈裂强度比分别提高13.8%和24%.由此可见,微纳米砖混凝土垃圾能够有效提高沥青及其混合料的路用性能.     

基于分子动力学的沥青自愈合行为研究

选取12种沥青分子及1种SBS分子分别建立了基质沥青与SBS改性沥青的分子结构模型,并利用分子动力学研究了沥青自愈合过程中沥青分子的运动规律及扩散行为。结果表明,沥青自愈合过程按沥青分子的运动特征可分为自由运动、互相渗透及无序化运动3个阶段;沥青不同组分的扩散系数存在显著差异且SBS的添加能显著增大沥青质的扩散系数;在中低温条件下,SBS改性沥青整体扩散系数较大,自愈合性能较基质沥青更佳,但高温时情况则相反。     

环氧树脂改性沥青材料研究

研究了采用环氧树脂来提高沥青使用性能的方法.通过比较有无采用高速剪切分散制成沥青材料的微观结构,确定了制备改性沥青材料时的合理方法.对研制材料的拉伸性能进行检测表明:其抗拉强度最高达1.78 MPa,断裂延伸率最高达到241.61%,满足环氧树脂改性沥青材料的要求.由马歇尔实验确定了混合料的最佳油石质量比,并按该比例制成复合梁进行了疲劳实验,复合梁在疲劳实验中表现出良好的抗疲劳性能,耐疲劳次数可达1 200万次以上.     

SEBS改性沥青性能研究与机理分析

试验探讨了SEBS作为沥青改性剂应用的可能性.试验证明SEBS改性沥青具有优良的基本物理性能,质量分数为4.5%SEBS改性国产青岛沥青的PI提高到0.35,软化点达到59 ℃,5 ℃延度也达到了26 cm.参照国家SBS改性沥青的技术要求,SEBS改性国产青岛沥青的性能介于I-C和I-D之间,SEBS改性壳牌沥青的性能介于I-B和I-C之间.经紫外光老化试验证明,SEBS作为改性剂可大大提高改性沥青的耐光氧老化性能,其老化后性能远高于SBS改性沥青,提高了改性沥青的使用寿命.在公路上应用,可以增加路面使用寿命,减少养护成本.