OMMT/ZnO纳米复合SBS、SBR聚合物改性沥青与混合料性能研究

为了提高SBS、SBR聚合物改性沥青的热贮存稳定性、改善低剂量SBS、SBR改性沥青的针入度指标体系性能与流变特性,同时提高OMMT/ZnO改性沥青的高低温性能与流变性能。将纳米OMMT/ZnO与SBS、SBR聚合物进行复配,基于老化前后的针入度体系试验和流变特性试验对复合改性沥青稳定性、老化性能、高低温性能与流变特性进行评价,基于三大路用性能试验、浸水APA试验与MMLS1/3试验评价了纳米OMMT/ZnO复合聚合物改性沥青混合料的水温稳定性与长期稳定性。结果表明:掺加纳米OMMT/ZnO纳米改性剂能够提高复合改性沥青高温稳定性、低温延展性与自愈合弹性恢复性能;同时改善聚合物改性沥青的热贮存稳定性和抗老化性能,同时掺入SBS、SBR与OMMT/ZnO能够实现两种改性剂对沥青高温性能和流变性能改善的叠加作用;3.5%SBS与4%OMMT/ZnO复合改性沥青混合料的抗疲劳变形性能和水温稳定性满足极端。     

纳米ZnO对基于硫磺类稳定剂的SBS改性沥青性能影响研究

为了探明纳米ZnO对基于硫磺稳定剂的SBS改性沥青技术性能及沥青混合料的影响规律,研究采用纳米ZnO为原材料,借助硫化反应原理分析了纳米ZnO在SBS改性沥青制备过程中的作用机理,并进行了掺加ZnO的SBS改性沥青技术性能及沥青混合料路用性能室内试验。研究结果表明:纳米ZnO掺入后,SBS改性沥青48 h离析软化点差显著降低,135℃布氏黏度明显增大,其他技术指标未见明显变化,基于SBS改性沥青热存储稳定性的纳米ZnO合理掺量为4%(硫磺质量百分比),掺纳米ZnO的SBS改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等方面均略有提升,并且拥有更小的析漏损失及飞散损失。     

纳米ZnO/SBS改性沥青性能与机理的研究

采用3种制备工艺,将纳米氧化锌加入SBS改性沥青中,制得纳米氧化锌/SBS改性沥青,通过电镜技术对纳米ZnO/SBS改性沥青进行微观结构改性效果的分析,并通过分析纳米ZnO/SBS改性沥青的粘度指标和红外光谱图对其机理进行研究。结果表明:采用溶剂法制备纳米氧化锌/SBS改性沥青,能够充分发挥纳米氧化锌的特性,改善SBS在沥青中的分散效果,使SBS在改性沥青中分散均匀,从而使其改性沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能等都有明显地改善与提高。在纳米ZnO与SBS改性沥青过程中,SBS与沥青主只是物理变化,而纳米ZnO与沥青则发生了化学反应。     

SBS/纳米SiO2复合改性再生沥青混合料抗裂性能研究

为解决再生沥青混合料抗裂性能不足的问题,选择纳米SiO2和SBS为改性剂,分别制备纳米Si O2改性再生沥青混合料、SBS改性再生沥青混合料、SBS/纳米SiO2复合改性再生沥青混合料和普通再生沥青混合料,对几种混合料进行试验,包括圆盘拉伸试验(DCT)、小梁试验和疲劳试验,以确定不同沥青混合料的抗裂性能。结果表明,使用改性沥青对再生沥青混合料的低温性能和抗疲劳性能有促进作用,且SBS/纳米SiO2复合改性再生沥青混合料的整体抗裂性能最优。为此,建议应用较高掺量旧沥青路面材料(RAP)时,采用SBS/纳米SiO2复合改性沥青会显著改善整体混合料的抗裂性能。     

纳米SiO_2/POE复合改性沥青及其混合料性能研究

通过试验对SiO_2/POE复合改性沥青及其混合料进行性能测试,并与SBS改性沥青进行对比,分析纳米SiO_2/POE复合改性对基质沥青混合料路用性能的影响。结果显示,纳米SiO_2/POE显著提高了基质沥青的软化点、粘度和延度,降低了针入度;3种沥青中,SiO_2/POE复合改性沥青的储能模量G′、抗车辙因子G*/sinδ均最大,SiO_2/POE改善了基质沥青的高温性能,但其低温性能稍劣于SBS改性沥青;3种沥青混合料中,SiO_2/POE复合改性沥青混合料的动稳定度、动态模量E*均最佳,具有优良的抗车辙能力,在低温抗裂、耐疲劳及水稳定方面也显示了优良的性能,但其低温抗裂性能劣于SBS改性沥青混合料。     

基于MMLS3的纳米复合改性沥青混合料高温稳定性研究

为评价纳米/聚合物复合改性沥青混合料的高温性能,制备了基质沥青混合料试件、4%SBS改性沥青混合料试件、3%ZnO+0.5%TiO_2改性沥青混合料试件、3.7%SBS+3%ZnO+0.5%TiO_2改性沥青混合料试件。采用小型加速加载设备(MMLS3)对上述沥青混合料试件进行高温稳定性试验。同时测定不同混合料的动稳定度。试验结果表明,两种试验得出的不同沥青混合料高温稳定性能优劣顺序是一致的,即:SBS/ZnO/TiO_2沥青混合料、SBS沥青混合料、ZnO/TiO_2沥青混合料、基质沥青。可见,当纳米材料与聚合物复掺时,沥青混合料的高温性能优于单掺纳米材料或者单掺聚合物材料。因此,对高温稳定性有较高要求的地区,可以采用纳米/聚合物复掺的改性方法对沥青的高温性能进行改善。     

季冻区橡胶粉/SBS复合改性沥青工厂化参数分析与性能评价

针对季冻区特点,提出采用针入度分级和PG分级评价橡胶粉/SBS复合改性沥青的性能,并给出性能评价指标和范围;在此基础上,通过试验分析了影响工厂化橡胶粉/SBS复合改性沥青性能的多个参数,依据性能指标要求提出改性沥青中橡胶粉细度、橡胶粉掺量、SBS掺量及掺加顺序、发育时间、发育温度的合理取值范围;通过理论及DSC试验分析表明橡胶粉/SBS复合改性沥青具有良好的热稳定性;最后通过低温冻断试验、汉堡车辙试验和UTM疲劳试验对橡胶粉改性沥青混合料以及橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能进行了验证。结果表明,橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料比橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青混合料具有更优的高低温及疲劳性能,适用于在季冻地区路面工程应用。     

纳米改性沥青的制备及其混合料路用性能研究

为了评价纳米材料对SBS沥青性能及其混合料性能的影响,采用表面活性剂对纳米材料进行改性,改变了纳米粒子的表面性质,使其在沥青中可以均匀分散和稳定存在。当纳米CaCO_3、纳米ZnO和纳米TiO_2的质量比为1∶2∶1,表面活性剂质量分数为1.5%～2.0%,交联剂质量分数为0.4%时,对SBS沥青的改性效果最好。相较于SBS改性沥青混合料,纳米改性沥青混合料的冻融劈裂强度比、车辙试验的动稳定度和低温抗开裂能力有所提高,残留稳定度变化不大。沥青混合料的高低温性能和水稳定性均得到改善。同时,在光照不足的密闭环境中,纳米改性沥青对汽车尾气也有一定的降解作用。     

纳米氧化锌SBS改性沥青及其混合料性能试验研究

采用溶液共混制备聚合物基纳米复合材料的方法,在某溶剂下将纳米氧化锌与SBS制备成胶体,并通过合适的工艺将溶剂除去使之聚合,然后将其加入到基质沥青中,制得纳米SBS改性沥青。采用常规与非常规(美国SHRP)的试验方法对基质沥青、纳米氧化锌改性沥青、SBS改性沥青和纳米氧化锌SBS改性沥青的性能进行了较为系统的研究,进而对改性沥青的感温性能、高温稳定性、低温抗裂性以及抗老化性能进行了对比分析,同时通过沥青混合料的试验对几种沥青的路用性能进行比较。结果表明,纳米氧化锌SBS改性沥青的性能更为优越。     

不同改性沥青的OGFC混合料路用性能指标研究

以高粘沥青和SBS改性沥青为例,通过车辙试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验等室内试验,测试和评价高粘沥青混合料及SBS改性沥青混合料的路用性能指标,对比研究不同改性沥青对OGFC混合料路用性能的影响。研究结果表明:不同改性沥青对OGFC混合料路用性能影响不同,高粘沥青在OGFC混合料中的应用效果优异,其高、低温性能和抗飞散、抗水损性能均优于SBS改性沥青混合料。     

SEBS改性沥青试验研究

通过SEBS和SBS的对比试验评价SEBS改性剂的改性效果。根据高、低温稳定性试验及水稳定性试验结果分析可知,SEBS改性沥青混合料具有较优的试验性能。SEBS改性沥青混合料的车辙动稳定度平均为5 837次/mm,与SBS改性沥青混合料相比其真空饱水残留稳定度MS’及低温弯曲应变能密度分别提高5%和7%,这表明SEBS改性沥青混合料具有较好的抵抗车辙、水损害、低温开裂的能力,其路用性能更优。     

SEBS改性沥青试验研究

通过SEBS和SBS的对比试验评价SEBS改性剂的改性效果.根据高、低温稳定性试验及水稳定性试验结果分析可知,SEBS改性沥青混合料具有较优的试验性能.SEBS改性沥青混合料的车辙动稳定度平均为5 837次/mm,与SBS改性沥青混合料相比其真空饱水残留稳定度MS'及低温弯曲应变能密度分别提高5%和7%,这表明SEBS改性沥青混合料具有较好的抵抗车辙、水损害、低温开裂的能力,其路用性能更优.     

纳米碳酸钙/二氧化钛与SBS复合改性沥青流变性能研究

利用高速剪切法制备纳米CaCO3/TiO2/SBS复合改性沥青,采用正交试验,通过常规性能试验确定复合改性沥青中3种改性剂的最佳配比,并对比分析了基质沥青、SBS改性沥青和复合改性沥青高温和低温时的流变性能.结果 显示:复合改性沥青中改性剂的最佳配比为:1％纳米TiO2 +4％纳米CaCO3 +4％ SBS;与基质沥青和SBS改性沥青相比,复合改性沥青具有更好的高温抗车辙能力,但耐疲劳性能低于SBS改性沥青;复合改性沥青的施工温度比基质沥青和SBS改性沥青分别高20℃和5℃;复合改性沥青的低温性能优于基质沥青,但比SBS改性沥青的低温性能差.     

SBS掺量对改性沥青及沥青混合料性能的影响

在阿尔法沥青中按0.1%步长加入不同掺量SBS制备改性沥青,通过常规性能试验分析SBS掺量对改性沥青性能的影响;对SBS改性沥青混合料进行配合比设计,通过60℃车辙试验和低温弯曲试验分析SBS掺量对沥青混合料高低温性能的影响。结果表明,SBS掺量对改性沥青的感温性能、高低温性能等有很大影响,随着SBS掺量的增加,改性沥青的针入度下降,软化点、延度、弹性恢复均呈逐渐上升趋势;SBS对沥青混合料高温性能的提升效果非常显著,仅以0.1%的剂量增大,就可使沥青混合料的高温性能明显提高,低温性能呈抛物线变化且有明显峰值。     

Terminal Blend胶粉与SBS复合改性沥青的路用性能

依托河北石家庄某沥青路面试验段,对Terminal Blend胶粉和SBS复合改性沥青混合料的高温性能、低温性能、疲劳性能进行了研究。试验结果表明,复合改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料相比,具有突出的疲劳性能,疲劳寿命为SBS改性沥青混合料的1.5~4.5倍;复合改性沥青混合料的高温抗车辙性能、水稳定性与SBS改性沥青混合料相当,抗水损害性能则略好于SBS改性沥青混合料。     

基于水稳性能的复合SBS改性沥青混合料路用性能研究

对比SBS改性沥青混合料与SBS/PA-1复合改性沥青混合料的抗水损害性能、老化后的抗水损害性能、高温性能、低温性能和疲劳性能。结果表明,复合使用抗剥落剂可在保证SBS改性沥青高温、低温以及疲劳性能的基础上有效增强混合料的耐水损害性能。     

反应型SBS复配改性沥青及其混合料路用性能研究

基于室内综合反应性共混技术和SBS复配技术,制备出一种反应型SBS复配高黏改性沥青。利用常规试验方法、多应力蠕变试验、弯曲蠕变劲度试验及荧光显微镜全面对比反应型SBS复配、TPS、SINOTPS、SBS改性沥青的性能差异,再制备对应的OGFC-13沥青混合料,验证4种改性沥青混合料的路用性能。结果表明:自制反应型SBS复配改性沥青高温性能较好,仅次于SINOTPS改性沥青,但低温性能优于TPS、SINOTPS、SBS改性沥青;反应型SBS复配改性沥青中SBS与基质沥青界面比TPS、SINOTPS、SBS改性沥青更为模糊,具有较好的相容性;反应型SBS复配改性沥青混合料具有较好的高温性能、优异的低温及水稳性能。     

SBS改性沥青混合料路用性能及施工质量控制分析

通过室内试验和现场试验,对SBS改性沥青混合料路用性能和施工工艺进行分析,得出改性沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性变化规律。试验结果表明：添加SBS改性剂可极大改善基质沥青的高温性能;初压温度在施工中具有重要作用。实际工程应用表明,采用SBS改性沥青混合料可显著提高沥青路面使用品质。     

纳米ZnO/SBS改性沥青试验室制备工艺研究

在经过试验研究得出的较合理的制备工艺参数条件下,分别采用高速剪切法和机械搅拌法制备纳米ZnO/SBS改性沥青,机械搅拌法所用仪器由课题组自己研制。改变纳米ZnO的掺量制得ZnO/SBS改性沥青并进行宏观性能测试以及荧光显微分析,对比两种制备方法制得的ZnO/SBS改性沥青的宏观性能和微观图像分析结果,认为使用机械搅拌法制备的改性沥青能够更好地发挥纳米材料的作用,使得SBS在沥青中能够分散得更加均匀和稳定。     

废食用油脱硫胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能评价

针对橡胶沥青存贮稳定性差与生物沥青高温性能不足问题,基于Terminal Blend胶粉改性沥青技术,提出以废食用油代替沥青脱硫胶粉,用脱硫产物(ODR)制备存贮稳定的改性沥青,为弥补ODR改性沥青高温性能损伤,采用共混复合改性工艺研制了ODR/SBS复合改性沥青。为考察复合改性沥青在工程应用中的可行性,通过车辙试验、弯曲试验、冻融劈裂试验和疲劳试验对该混合料路用性能进行了评价,并与普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料和ODR改性沥青混合料进行了对比分析。结果表明:1)复合改性沥青具有优异的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及疲劳性能,但因ODR削弱了沥青的抗变形能力,其车辙深度较SBS改性沥青混合料深,且冻融前后劈裂强度较低; 2)单独采用SBS或ODR改性沥青与二者复合改性对混合料疲劳性能影响差异较大,ODR/SBS复合改性沥青混合料的疲劳性能并非二者单独作用下的线性叠加。