SBR/PP复合聚合物及SBS改性沥青混合料疲劳特性研究

为提高沥青路面的承载能力与耐久性,通过复合聚合物改性改善沥青混合料的强度及抗疲劳性能。采用丁苯橡胶(SBR)与聚丙烯(PP)比例为75∶25、50∶50、25∶75的复合聚合物和SBS聚合物,分别以4%、5%、6%的掺量对70^#基质沥青进行改性,通过强度试验确定聚合物最佳掺量,开展最佳掺量下聚合物改性沥青混合料间接拉伸疲劳试验和直接拉伸疲劳试验,对复合聚合物与SBS改性沥青混合料的疲劳特性进行对比分析。结果表明,复合聚合物与SBS的最佳掺量均为5%;复合聚合物中SBR与PP掺配比例为75∶25、50∶50时,复合聚合物改性沥青混合料的强度高于同掺量下SBS改性沥青混合料;最佳掺量下,SBR与PP掺配比例为75∶25的复合聚合物改性沥青混合料的疲劳性能最佳,与SBS改性沥青混合料相比提高约40%。     

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。     

SBR/TLA复合改性沥青混合料性能试验研究

为了改善特立尼达湖沥青(简称TLA)改性沥青低温抗裂性不足的缺点,该文提出用丁苯橡胶(SBR)对其改性,以期能综合两种改性剂(SBR与TLA)的优点。该文采用70~#基质沥青、20%TLA、2%SBR+10%TLA、2%SBR+20%TLA和3%SBR+20%TLA共5种胶结料制备AC-13沥青混合料,并进行了马歇尔试验、车辙试验、低温劈裂试验、浸水马歇尔试验,以分析SBR/TLA复合改性沥青混合料的高温、低温和水稳定性。试验结果表明:①掺加SBR和TLA均能提高TLA/SBR复合改性沥青混合料的高温性能,相比于TLA、SBR对高温性能的影响更显著;②掺加TLA减弱了TLA/SBR改性沥青混合料的低温抗裂性,掺加SBR能改善TLA/SBR复合改性沥青混合料的低温性能;③掺加TLA能改善沥青混合料的水稳定性,随SBR掺量的增大,SBR/TLA改性沥青混合料的残留稳定度先减小后增大。相比于TLA,SBR对SBR/TLA改性沥青混合料的水稳定性的影响更加显著;④3%SBR+20%TLA为最佳的改性剂掺配比例。     

纳米氧化锌改性沥青混合料性能分析

为探究纳米氧化锌改性沥青混合料的路用性能,首先应用高速剪切法制备1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%七种剂量纳米氧化锌改性沥青,通过基质沥青与7种改性沥青基本性能的对比分析,优选出1%、4%、7%三种剂量纳米氧化锌改性沥青进行DSR试验、BBR试验和布洛克菲尔德黏度计法试验,分析纳米氧化锌改性沥青路用性能。其次,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验系统分析沥青混合料的路用性能,并应用红外光谱法从微观角度分析其改性机理。结果表明:1%、4%、7%三种剂量的纳米氧化锌改性沥青均能有效改善沥青的高温、低温、黏度及抗疲劳性能,最佳掺量为4%;4%剂量纳米氧化锌改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性能最佳;采用高速剪切法制备纳米氧化锌改性沥青能够充分发挥纳米粒子的特性,能够与基质沥青发生物理化学反应,形成稳定的改性沥青体系,提高基质沥青的软化点和稠度;在高速剪切作用下,熔融的基质沥青化学键断裂并与纳米粒子表面的羟基发生化学反应,形成纳米粒子基质沥青共熔体系。     

纳米改性沥青混合料路用性能研究

介绍了纳米改性沥青混合料的原材料及配合比设计,分析了纳米改性沥青的改性机理;以4%、5%、6%3种纳米SiO_2和CaCO_3复合材料掺量作对比,通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验综合评价了纳米改性沥青混合料的高、低温性能及水稳定性,结果表明,纳米沥青混合料的高温性能及水稳定性较好、低温性能一般,整体上纳米改性沥青混合料的路用性能较优,最佳纳米SiO_2和CaCO_3复合材料掺量为5%。     

高模量剂与SBR复合改性沥青及其混合料性能研究

为改善高模量沥青混合料抗裂性能差等路面病害突出问题,通过对高模量剂与SBR复合改性沥青及其混合料性能系统研究,评价了不同PRM和SBR掺量下复合改性沥青针入度体系指标和PG分级,基于车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和弯曲疲劳试验确定了PRM高模量剂和SBR适宜的掺量范围。试验结果表明:掺加SBR改性剂可显著改善高模量沥青混凝土的低温抗裂性和抗疲劳耐久性,PRM与SBR复合改性沥青可大幅改善高模量沥青以及SBR改性沥青混合料的综合路用性能,复合改性沥青混合料的抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料。实体工程和试验段检测结果表明,PRM与SBR复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,推荐最佳复合改性剂的掺配比例为2.5%SBR+0.6%PRM。     

多聚磷酸复配聚合物改性沥青性能及其混合料性能研究

为了提高沥青路面在高温和重载耦合作用下的稳定性,提出采用多聚磷酸(PPA)复配聚合物(SBS、SBR)改性剂的方案来制备综合性能优越且性价比高的改性沥青,针对不同PPA复合SBS、SBR改性沥青胶结料进行了针入度体系性能和多应力蠕变恢复试验(MSCR)来评价改性沥青的储存稳定性、路用性能和流变特性,采用室内试验验证了PPA复配聚合物改性沥青混合料的常规路用性能(高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性),通过室内MMLS1/3加速加载试验研究了PPA复配聚合物改性沥青混合料在高温和重载作用下的稳定性。结果表明,掺入1. 0%～1. 25%多聚磷酸可显著提高基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青的高温性能,改善了聚合物改性沥青的高温流变特性和热存储稳定性; PPA复配SBS、SBR聚合物改性沥青满足AASHTO沥青胶结料性能分级标准规范(M320-09)特重交通等级试验性能要求; PPA复配SBR改性沥青混合料低温性能最优,PPA复配SBS改性沥青混合料的抗永久变形能力和水稳定性优于5%SBS改性沥青混合料,对高温、重载要求严苛地区沥青路面,推荐采用PPA复配SBS方案。     

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。     

BRA与SBR复合改性沥青及其混合料技术性能研究

为了弥补BRA改性沥青低温抗裂性能方面的技术缺陷,提出采用SBR与BRA复配方案对其进行改善。通过对不同BRA掺量下的BRA与SBR复合改性沥青流变特性,以及复合改性沥青混合料路用性能研究,结果表明,BRA掺量在10%~15%时,复合改性沥青混合料综合路用性能最佳,BRA与SBR复合改性沥青混合料的各项路用性能可达到甚至超过了SBS改性沥青混合料。     

SBR胶粉温拌直投改性沥青及混合料的性能试验

SBR改性沥青具有良好的低温抗裂性能和高温稳定性,但过高的沥青混合料拌和温度容易导致SBR胶粉的老化和离析,降低其性能。文中在对SBR胶粉直投改性沥青性能测试的基础上,引入温拌技术对SBR改性沥青及混合料的性能进行改善。通过对SBR胶粉温拌直投改性沥青及其混合料的性能试验测试表明,室内直投方法制备的SBR改性沥青老化后的延度指标较差,但温拌后SBR改性沥青的各项性能指标得到显著提升,而且沥青混合料的各项指标均较为稳定,高低温性能改善明显,达到甚至好于SBS改性沥青。     

纳米SiO_2改性沥青老化性能及黏温特性研究

将掺量为5%的纳米SiO_2加入普通70#石油沥青中,通过高速剪切制取了纳米SiO_2改性沥青,并采用旋转薄膜烘箱对其进行了不同时间的老化,对不同老化时间后的纳米SiO_2改性沥青性能进行了测定;采用旋转黏度仪对不同温度下的纳米SiO_2改性沥青的旋转黏度进行了测定,并同普通70#沥青进行了对比,对纳米SiO_2改性沥青的黏温特性进行了研究;通过弯曲梁蠕变试验对纳米SiO_2改性沥青的低温蠕变特性进行了试验。结果表明:纳米SiO_2的掺加改善了沥青的抗老化性能;纳米SiO_2改性沥青在常温下的黏度明显高于普通石油沥青,而随着温度的升高,这一差距逐渐缩小;纳米SiO_2改性沥青混合料的施工温度高于普通石油沥青混合料,且当纳米SiO_2掺量为5%时,其最佳拌和温度为168~174℃,最佳压实温度为157~162℃;纳米SiO_2改性沥青的低温性能略逊于普通沥青。     

基于半圆弯拉试验的多聚磷酸改性沥青混合料低温性能改善研究

基于改善多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料低温抗裂性能,室内采用半圆弯拉试验(SCB试验)探讨复合改性沥青或混合料中添加纤维方式的改善效果;并针对纤维改善方案,分析了纤维类型和纤维掺量对PPA改性沥青混合料低温性能的影响及显著性。结果表明:PPA改性沥青混合料中使用复合改性沥青或添加纤维均可改善其低温抗裂性能,相应方案的改善效果优劣依次为PPA/SBR复合改性沥青、PPA/SBS复合改性沥青和PPA/玄武岩纤维,但对于采用Shell-70沥青制备的PPA改性沥青混合料而言,PPA/SBS复合改性沥青和玄武岩纤维两种方案对应的改善效果差异不大;纤维改善PPA改性沥青混合料低温性能的效果与纤维类型和纤维掺量密切相关,其中纤维掺量的影响相对较大;玄武岩纤维、聚酯纤维和木质素纤维以复合方式添加,基本能够达到与玄武岩纤维相同的改善效果。使用复合纤维达到了改善低温性能和降低成本的双重目的,从而为改善PPA改性沥青混合料的低温性能提供一种新的尝试。     

不同复合改性沥青混合料路用性能的对比研究

为探究不同复合改性沥青混合料路用性能的差异性,研究采取SBS、SBR、橡胶粉等3种改性剂进行两两复合,通过AC-13,AC-16,AC-20等3种级配进行沥青混合料的配制。最终选用4%SBS/3%SBR、4%SBS/15%橡胶粉、3%SBR/15%橡胶粉3种复合改性沥青混合料及AC-13,AC-16,AC-20等3种级配的沥青混合料作为研究对象,通过高温车辙、冻融劈裂、低温小梁弯曲等试验对3种不同复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性进行试验对比研究。研究结果表明,在3种复合改性沥青混合料的性能方面,4%SBS/3%SBR沥青混合料的各项性能最佳,4%SBS/15%橡胶粉沥青混料次之,3%SBR/15%橡胶粉沥青混合料最差。在3种级配沥青混合料的高温稳定性方面,级配为AC-20的沥青混合料最佳,AC-16沥青混合料次之,AC-13沥青混合料最差。在3种级配沥青混合料的低温稳定性及水稳定性方面,级配为AC-13的沥青混合料最佳,AC-16沥青混合料次之,AC-20沥青混合料最差。试验研究结果在沥青路面设计与施工中,可为沥青混合料的选择应用提供参考依据。     

TLA/SBR复合改性沥青性能试验研究

为了改善特立尼达湖沥青(简称TLA)改性沥青低温抗裂性,提出用丁苯橡胶(SBR)对其改性,期望综合两种改性剂的优点。对不同掺量的TLA与SBR复合改性沥青进行了常规试验(针入度、软化点、延度、旋转粘度)、DSR试验、BBR试验,并测试了短期老化与长期老化后的残留针入度比,研究TLA与SBR掺量对高、低温性以及抗老化性能的影响。研究结果表明:①掺入SBR与TLA均能改善沥青的高温抗变形能力和感温性,对比TLA,SBR对沥青高温性能的改善效果更显著;②TLA对复合改性沥青的低温性能有不利影响,但掺入SBR可以抵消这种不利影响;③掺加5%~20%的TLA能改善复合改性沥青的抗老化性能,在此TLA掺量下,SBR也能改善沥青的抗老化性能。④综合高、低温性能和老化性能的表现,最佳掺量为20%的TLA+3%的SBR。     

Evotherm温拌SBR改性沥青高温性能研究

为了改善温拌沥青混合料的高温性能,在基质沥青中掺入温拌剂和丁苯橡胶(SBR)乳液,并对掺入前后的几种沥青分别进行针入度、软化点、延度3大指标对比试验;然后根据表观粘度试验结果,从分子运动的微观角度分析了温拌剂和SBR乳液对沥青粘度的影响,揭示了沥青的改性机理;同时对温拌改性沥青混合料、温拌沥青混合料、热拌改性沥青混合料和普通热沥青混合料进行车辙试验。结果表明,温拌剂使施工温度降低;温拌SBR乳液改性沥青的流动活化能最大,其沥青混合料的动稳定度提高明显;温拌SBR改性沥青混合料具有优良的高温性能。     

DTDM对SBR改性沥青性能及混合料路用性能的影响

为了改善SBR改性沥青性能及混合料的路用性能,通过改变传统物理搅拌的方式,采用掺入DTDM对丁苯橡胶进行交联的制备工艺。在不同SBR、DTDM掺量下进行改性沥青性能试验以及混合料高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性试验并进行对比分析。结果表明:SBR的掺入使沥青高温性能略有改善,低温性能改善明显,SBR掺入量不宜过大;DTMD的加入改变了SBR在沥青中的分布结构,改善了聚合物与沥青的相容性形成了交联网状结构,从而改善了改性沥青的弹性恢复及高温性能。     

纳米二氧化钛改性沥青混合料路用性能研究

为了解纳米二氧化钛改性沥青混合料的路用性能,通过纳米二氧化钛改性沥青混合料的残留稳定度试验、高温车辙试验和低温弯曲试验,分析了纳米二氧化钛改性沥青混合料的综合路用性能。结果表明:纳米二氧化钛粉粒可以全面改善沥青混合料的路用性能。     

高黏改性沥青的开发与性能评价

为开发新型基于SBS的高性价比高黏改性沥青,通过针入度、软化点、延度及60℃动力黏度试验研究SBS、SBR、C9石油树脂、硫磺掺量对沥青性能的影响情况。研究发现:SBS在改善沥青高低温性能的同时,对沥青的黏度有所提升;SBR掺量增加降低沥青黏度,但其有助于提高沥青低温性能;增加C9石油树脂掺量可提高沥青黏度且对沥青高低温性能无明显影响;硫磺对沥青性能影响较小;最终推荐改性沥青配方为5%SBS+2%SBR+7%C9石油树脂+0.8%硫磺;通过渗水试验、车辙试验、低温弯曲试验及浸水马歇尔试验研究高黏改性沥青混合料的使用性能,证明使用开发的高黏改性沥青制备的混合料使用性能满足规范要求。     

纳米改性沥青混合料路用性能研究

通过纳米改性沥青混合料马歇尔试验,确定出最佳纳米添加剂量和对应的最佳沥青用量,然后,通过两种纳米改性沥青混合料的高温车辙试验、低温弯曲试验和残留稳定度试验,分析了纳米改性沥青混合料的综合路用性能。     

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。