基于正交设计法的橡胶沥青性能试验研究

为提高橡胶沥青的性能,依托河北廊沧高速公路建设工程,针对当地气候特征及材料性状,借助正交试验优选橡胶沥青的9种正交组合,并研究了胶粉掺量、胶粉目数、沥青型号对橡胶沥青3大指标的规律性影响。此外,采用老化试验和布氏黏度试验,评价了拌和时间以及拌和温度对橡胶沥青老化前后性能的影响程度。研究结果表明:橡胶沥青正交试验各因素的显著性顺序为:胶粉掺量基质沥青型号胶粉目数;拌和时间和拌和温度对橡胶沥青老化性能影响显著,因此在制备橡胶沥青的过程中需合理控制时间和温度;选取90#、60目、胶粉含量为20%的橡胶沥青,在190℃的环境下拌和60 min,能使橡胶沥青达到最佳性能;建议橡胶沥青的性能评价指标以5℃延度和180℃黏度为主,针入度和软化点为辅。     

橡胶沥青性能影响因素的试验研究

为了正确控制橡胶沥青工艺,采用不同胶粉种类、胶粉细度、拌和温度、基质沥青类型等制备橡胶沥青,进行针入度、软化点、弹性恢复以及SHRP等试验,分别测试橡胶沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能等,研究各因素对橡胶沥青性能的影响,得出20目橡胶粉掺量以16%~18%较为合适的结果。     

双螺杆挤出胶粉改性沥青流变性能研究

为解决橡胶沥青黏度高、掺量低的问题，用双螺杆挤出法对胶粉进行脱硫，同时为了进一步解决螺杆高温挤出时胶粉力学性能损失大的问题，采用双螺杆分别在低温（低于170℃）120℃、160℃和高温200℃、240℃挤出胶粉，再分别以20%、30%、40%的胶粉掺量（质量分数）制备12组胶粉改性沥青。通过溶胶含量试验，测试胶粉的脱硫程度；采用布氏黏度试验、动态剪切流变试验（DSR）、多应力蠕变恢复试验（MSCR），研究挤出温度、胶粉掺量对胶粉改性沥青加工流动性能、流变性能的影响规律。结果表明：采用活化工艺结合双螺杆挤出工艺制备的胶粉溶胶含量有较大提高，160℃挤出温度下溶胶含量较120℃挤出温度下溶胶含量提高了2.13%；黏温曲线中，活化挤出胶粉改性沥青相比橡胶沥青黏度降低较为明显，说明活化挤出工艺能很好地改善橡胶沥青黏度高的问题；随着挤出温度的升高，胶粉改性沥青复数剪切模量逐渐降低，同时在低频区相位角不断增大，意味着弹性性能逐步减弱；挤出温度为120℃和160℃时，胶粉掺量的增加能改善沥青高温性能和弹性恢复性能，但温度升至200℃及240℃时，高温性能随掺量增加有所降低，240℃时弹性恢复性能也开始降低；12组样品中160℃挤出温度条件下，各掺量胶粉改性沥青流变性能较好，加工流动性能也相比橡胶沥青有较大改善。     

橡胶沥青制备工艺参数及改性机理研究

为了确定橡胶沥青合理的制备工艺参数,通过常规试验和SHRP试验研究沥青的反应温度、反应时间、胶粉掺量及胶粉粒径对橡胶沥青高温、低温及黏弹性能的影响,并结合微观试验分析橡胶沥青改性机理。结果表明:在反应温度为180℃~200℃、反应时间为90~120 min、胶粉掺量为20%、胶粉粒径为40目时,制备橡胶沥青比较适宜;橡胶沥青以物理共混为主,存在微弱的化学反应。     

橡胶沥青热老化性能研究

以常规方法制备橡胶沥青,采用TFOT试验及PAV试验对橡胶沥青进行了短期和长期热老化模拟。利用针人度、软化点、延度、弹性恢复及黏度指标对橡胶沥青老化性能进行了评价,分析了胶粉掺量、老化时间和老化温度对橡胶沥青老化性能的影响。研究表明:胶粉掺量的增加能够改善短期老化后橡胶沥青的高低温性能,但应控制掺量不能超过28%;增加老化时间、提高老化温度,都会使橡胶沥青的老化程度更严重。当老化时间超过15 h或老化温度超过193℃后,黏度会超过施工要求范围;每延长5 h老化时间,橡胶沥青的老化程度是每提高10℃老化温度的2.5~3倍。橡胶沥青的软化点与橡胶沥青老化时间显著相关,可以用来作为建立老化动力学方程的参数;橡胶沥青受长期热老化影响比短期老化更严重,但比基质沥青具有更好的长期老化性能。     

橡胶沥青性能试验及影响因素分析

针对橡胶沥青的路用性能及其影响因素,通过室内试验研究了胶粉类型、胶粉掺量、基质沥青类型、拌和温度等对橡胶沥青高温、低温和抗老化性能等的影响。试验结果表明：添加胶粉后,沥青的高温、低温及抗疲劳性能均有不同程度的改善。其中,20目胶粉改性沥青的高温性能优于40目和360目胶粉改性沥青,三者低温以及抗疲劳性能比较接近;对于中海油（泰州）AH-70基质沥青而言,当采用20目货车轮胎胶粉改性时,最佳掺量为16％～18％．     

基于正交灰关联分析法的温拌橡胶沥青性能影响因素研究

针对影响温拌橡胶沥青性质因素众多,为研究各因素对其的影响规律,该文采用不同胶粉掺量、搅拌温度、搅拌时间、温拌剂掺量,利用正交试验设计方法进行试验室温拌橡胶沥青制备,分析各因素对橡胶沥青影响权重,同时借助灰关联分析确定各因素所占比例,综合评价温拌橡胶沥青的性能。试验结果表明:胶粉掺量是影响温拌橡胶沥青性质的最主要因素,不同组合下的温拌橡胶沥青性质差异很大,最终确定胶粉掺量20%、搅拌温度200℃、搅拌时间75min、温拌剂掺量0.6%组合方案性质最优。该试验结果可为温拌橡胶沥青应用组合设计提供依据。     

木质素纤维与橡胶沥青复合改性高RAP掺量温拌再生混合料路用性能与耐久性研究

为了解决传统温再生混合料RAP掺量低、低温和水稳定性不满足工程要求的行业性难题,对不同类型纤维橡胶温拌再生混合料进行了常规路用性能试验、四点弯曲疲劳和加速加载试验(MMLS1/3),分析了胶粉掺量和木质素纤维对高RAP掺量Sasobit纤维橡胶温拌再生混合料路用性能和疲劳性能的改善效果,结果表明,掺加Sasobit温拌可使橡胶温拌再生混合料拌和温度可降低30℃~35℃,节能减排效果显著;通过掺加木质素纤维和橡胶沥青是改善高RAP掺量温再生沥青混合料高低温性能和抗疲劳耐久性能的有效技术途径;相对于SBS改性温再生混合料,纤维橡胶沥青温拌再生混合料具有较好的水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能;纤维橡胶沥青温再生混合料疲劳寿命、自愈合性能均随着橡胶沥青中胶粉掺量增大呈先增大后减小的变化趋势,在14%胶粉掺量时疲劳寿命和自愈合性能出现峰值,纤维橡胶温再生混合料抗剪切疲劳次数为基质沥青和SBS温再生混合料的1.23~1.85倍、1.15~1.47倍。推荐用于纤维橡胶沥青温再生混合料适宜的木质素纤维掺量为0.35%,适宜的橡胶沥青胶粉掺量14%~16%。     

低温地区橡胶热再生沥青混合料的参数优化及其工作性

为了优化低温地区橡胶热再生沥青混合料的制备参数,以河北张承高速某试验段为依托工程,以抗弯拉强度为评价指标,通过室内小梁弯曲试验,结合数理统计方法分析不同胶粉掺量、胶粉细度以及RAP料掺量对橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响权重及影响规律,并探讨混合料在研究区域的工作性能。研究结果表明,相同条件下AC13级配橡胶热再生沥青混合料的弯拉强度要优于AC16级配的混合料;对于AC13级配,当胶粉掺量为5%,胶粉细度为20目,RAP料掺量为35%时,相应的混合料弯拉强度相对最好。对于AC16级配,当胶粉掺量为5%,胶粉细度为40目,RAP料掺量为35%时,相应的混合料抗弯拉性能相对最好;随着胶粉掺量的增加,两种级配(AC13和AC16)所制备的橡胶热再生沥青混合料的抗弯拉强度均呈减小趋势,胶粉掺量对橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响最大,RAP掺量次之,胶粉细度量的影响最小。胶粉掺量对AC13级配的橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响效应要高于对AC16级配混合料的影响效应;当橡胶热再生沥青混合料的拌和温度在150~190℃之间变化时,其和易性随着拌和温度的增大而不断改善,当拌和温度相同时,AC13级配混合料的施工和易性要优于AC16级配的混合料;橡胶热再生沥青混合料在研究区域具有较好的适用性。     

橡胶沥青性能试验及影响因素分析

针对橡胶沥青的路用性能及其影响因素,通过室内试验研究胶粉类型、胶粉掺量、基质沥青类型、拌和温度等对橡胶沥青高温、低温和抗老化性能等的影响.试验结果表明:添加胶粉后,沥青的高温、低温及抗疲劳性能均有不同程度的改善.其中,20目胶粉改性沥青的高温性能优于40和60目胶粉改性沥青,三者低温以及抗疲劳性能则比较接近;对于中海油...     

橡胶粉掺量对沥青技术指标的影响

为了研究橡胶粉在沥青中的作用机理,通过室内试验分析了橡胶粉掺量对沥青软化点、针入度和低温延度的影响。试验结果表明:软化点和延度都随橡胶粉掺量的增大先增大后减小,当橡胶粉掺量为15%时,软化点和延度都达到最大值,表明此时橡胶沥青的高低温性能最好;针入度随橡胶粉掺量的增大逐渐降低,但与基质沥青的针入度相差不大。     

橡胶粉改性沥青性能优化实验与作用机理分析

以橡胶粉的目数、掺量、沥青拌和时间和拌和温度作为4个评价因素,建立4因素3水平正交试验配比方案,采用各因素水平下的改性沥青的针入度、软化点、延伸度、弹性恢复以及布氏旋转黏度五个指标评价沥青性能,并分析了各因素在橡胶沥青中的作用机理。结果表明：40目橡胶粉在掺量为25%,拌和温度为195℃搅拌1 h得到的改性沥青的性能最好。通过橡胶粉物理膨胀与化学脱硫作用,在合理的橡胶粉目数、掺量、搅拌时间以及搅拌温度下,沥青的塑性和黏性得到提高,改善了沥青的温度敏感性和耐老化性能。     

双螺杆挤出胶粉与RET复合改性沥青及其混合料性能研究

为解决传统橡胶沥青黏度大、施工温度高、易发生离析沉淀和橡胶粉掺量低的问题,采用微波活化和双螺杆挤出工艺对橡胶粉进行脱硫降解,同时为了进一步解决双螺杆挤出胶粉改性沥青高温性能损失大的问题,提出采用双螺杆挤出胶粉与反应型三元共聚物(RET)复配方案。采用针入度体系指标性能和Superpave沥青胶结料PG分级体系研究了10%、20%、30%橡胶粉复配0.5%、1.0%、1.5%RET改性沥青性能,进而通过三大路用性能试验和实体工程跟踪检测,验证了双螺杆挤出胶粉与RET复合改性沥青混合料路用性能。结果表明,用于TECRM/RET复合改性沥青适宜的双螺杆挤出胶粉掺量为20%~30%、RET掺量为1.0%~1.5%。在此复配方案下,TECRM/RET复合改性沥青的135℃黏度小于3.5 Pa·s、软化点大于65℃、25℃针入度40~60(0.1 mm)、25℃弹性恢复率大于80%、离析软化点差小于3.0℃,高低温PG分级达到了82、-24℃;双螺杆挤出胶粉改性沥青避免了普通橡胶沥青粘度大、易离析等弊端,是一种高低温性能和施工和易性能兼顾的改性沥青产品。相比SBS改性沥青混合料,TECRM/RET复合改性沥青混合料有突出的高低温性能和水稳定性优势。实体工程应用取得了优良的使用效果,研究成果为双螺杆挤出胶粉改性沥青推广应用提供可靠的技术保障。     

胶粉改性沥青稳定碎石的低温力学性能研究

基于沥青稳定碎石层位的受力形式,采用弯曲破坏力学模式对其进行加载破坏试验,分析胶粉改性沥青稳定碎石的极限弯曲破坏应变和极限弯曲破坏强度随温度的变化规律,从胶粉颗粒与沥青界面协同受力角度分析其作用机理。结果表明:与普通沥青稳定碎石相比,温度在-5℃~-20℃区间,胶粉颗粒材料的应用可以显著提高沥青稳定碎石材料的极限弯曲破坏应变,其极限弯曲破坏强度在不同的温度节点有不同程度的提高;温度低于-20℃,胶粉颗粒与沥青界面协同作用效果增强,胶粉改性沥青稳定碎石的极限弯曲破坏强度和极限弯曲破坏应变的温变曲线均出现二次峰值点,二次峰值点的出现导致胶粉改性沥青稳定碎石抗裂性能出现了显著的提升。     

基于正交试验的双氧水处理废胶粉改性沥青工艺参数研究

针对废胶粉改性沥青储存稳定性较差、黏度大、对施工温度要求高等缺点,采用双氧水对废胶粉表面进行氧化改性,以双氧水用量、处理温度、处理时间及胶粉目数为因素各自选取4个水平进行正交试验。采用软化点、5℃延度、25℃针入度、离析试验、弹性恢复试验和180℃布氏旋转黏度作为考核指标,以极差分析与方差分析作为分析手段,系统研究了胶粉的表面氧化对废胶粉改性沥青性能的影响规律,并优化工艺参数。研究结果表明,双氧水处理废胶粉改性沥青的最优工艺参数组合为:双氧水用量70mL,处理时间4h,处理温度80℃,废胶粉目数40目。     

生产工艺参数对胶粉改性沥青混合料强度影响的试验研究

选择胶粉改性沥青生产中涉及的搅拌方式、搅拌温度、搅拌时间以及胶粉掺量4个参数,控制3个参数不变,改变另一个参数,采用间接拉伸（IDT）试验研究生产工艺参数对胶粉改性沥青混合料强度的影响,并通过灰色关联方法分析各参数对混合料强度的影响程度。结果表明：高速搅拌方式生产的胶粉改性沥青混合料强度最大,简单搅拌最差;180～200℃生产温度能得到强度较好的混合料;搅拌时间并非越长越好,而是有一个合理的范围,建议选择l～1．5h;从沥青的改性程度和施工和易性考虑,建议胶粉掺量为17．6％～22％;4个工艺参数中,胶粉掺量和搅拌时间是最关键的影响因素,搅拌温度次之,搅拌方式影响不大。     

橡胶粉掺量对Sasobit温拌橡胶沥青抗短期老化性能影响

为了分析基质沥青中橡胶粉掺量对Sasobit温拌橡胶沥青短期老化性能影响，进行了老化前后25℃针入度、软化点、180℃旋转黏度以及25℃弹性恢复试验，并计算其25℃残留针入度比、软化点增量、180℃旋转黏度比以及25℃弹性恢复比。研究结果表明:在基质沥青中掺入橡胶粉，有助于提高Sasobit温拌橡胶沥青的抗短期老化性能；短期老化使得橡胶粉进一步溶胀；当橡胶粉掺量多于20%时，Sasobit温拌橡胶沥青流动性变差，老化后黏度快速增大，黏度比增大较快，抗短期老化能力略有降低。