SBS/脱硫橡胶复合改性沥青路用性能研究

为提高脱硫橡胶沥青的高温性能,首先通过SBS改性剂与脱硫橡胶粉粒对沥青进行复合改性,然后根据SBS改性沥青与脱硫橡胶沥青的制备工艺及试验方案,对脱硫橡胶沥青和SBS/脱硫橡胶复合改性沥青的高温流变性能和路用性能进行了对比分析。结果表明:加入SBS改性剂后,复合改性沥青的车辙因子G~*/sinδ与剪切劲度模量G~*均增大,相位角δ减小,抗高温变形能力有所提高;通过SBS/脱硫橡胶复合改性后的沥青既具有脱硫橡胶沥青较低的粘度与低温条件下的柔韧性,还对改性沥青材料的高温性能和各项路用性能有明显提高。     

多聚磷酸改性沥青流变性能

为研究多聚磷酸(PPA)对沥青性能的影响规律与作用机理, 采用四组分分析试验和沥青三大指标试验研究了PPA对不同基质沥青化学组分的影响, 基于动态剪切流变仪(DSR)开展了沥青温度扫描试验与频率扫描试验, 分析了不同配比的PPA改性沥青、PPA/SBS改性沥青与PPA/橡胶粉改性沥青在不同温度、不同动态频率加载条件下的流变性能变化趋势。分析结果表明: 随着PPA含量(质量分数, 后同)的增加, 沥青质含量逐渐提高, 油分(饱和分与芳香分)含量减小, 沥青逐渐由溶胶结构转变成溶-凝胶结构, 沥青高温性能逐渐增强; PPA改性沥青的高温性能与基质沥青的沥青质含量相关, 沥青质含量大的基质沥青经PPA改性后其沥青质含量提升最大, 针入度降低最多, 具备更好的高温性能; 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青掺入PPA后, 其抗车辙因子分别提高了1.0~8.2、0.8~13.9与2.9~19.7 kPa, 表明PPA可有效改善基质沥青、SBS改性沥青和橡胶粉改性沥青的高温、感温及流变性能, 增强沥青的弹性特征, 提高其抵抗剪切变形能力; 与单一改性沥青相比, PPA复合改性沥青的流变性能改善效果更为明显, PPA与聚合物改性沥青之间存在良好的相容性; 随着PPA含量的增加, 沥青10℃延度逐渐降低, 当PPA含量为1.5%时, 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青10℃延度分别下降77%、64%与39%, 表明PPA对沥青的低温性能存在一定负面作用, 建议PPA含量不宜超过1.0%;PPA/SBS改性沥青最佳复配比为1.0%PPA复配3%SBS, PPA/橡胶粉改性沥青最佳复配比为0.75%PPA复配15%橡胶粉。      

CR/SBSCMA复合改性沥青性能研究

通过对橡胶粉和SBS复合改性沥青常规指标的试验研究,分析了在不同的橡胶粉掺量和SBS改性剂掺量下CR/SBSCMA复合改性沥青的性能,以及采用PG分级的方法研究不同改性剂掺量下复合改性沥青的流变性能,从而为季冻地区的沥青路面沥青选择提供参考。     

SBS改性沥青抗裂特性的SHRP试验研究

为了探求SBS改性沥青的抗疲劳性能和低温抗裂性能,以三种常用的国产沥青为基质沥青,SBS为改性剂,通过选择合适的工艺条件,制备得到成品SBS改性沥青.运用SHRP试验方法中的动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)分别对三种SBS改性沥青的RTFO PAV残留物的流变特性进行了试验研究,结果表明:在较宽的温度域范围内,经RTFO PAV老化的SBS改性沥青试样的复数剪切模量G 、相位角δ、疲劳开裂因子G Sinδ、低温蠕变劲度S及蠕变速率m值与试验温度T之间存在着良好的相关性.     

SBS改性沥青抗裂特性的SHRP试验研究

为了探求SBS改性沥青的抗疲劳性能和低温抗裂性能，以三种常用的国产沥青为基质沥青，SBS为改性剂，通过选择合适的工艺条件，制备得到成品SBS改性沥青．运用SHRP试验方法中的动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)分别对三种SBS改性沥青的RTFO/PAV残留物的流变特性进行了试验研究，结果表明：在较宽的温度域范围内，经RTFO／PAV老化的SBS改性沥青试样的复数剪切模量G^*、相位角δ、疲劳开裂因子G^* Sinδ、低温蠕变劲度S及蠕变速率m值与试验温度T之间存在着良好的相关性。     

橡胶沥青制备及路用性能试验研究

采用不同添加剂量的橡胶粉,通过室内方法制备了橡胶改性沥青。对橡胶沥青的路用性能进行测试,并与TPS高粘沥青和SBS改性沥青做比较。结果表明TPS改性沥青的性能表现最优,橡胶沥青的软化点和粘度水平与SBS改性沥青相当,但低温延度较低。研究结果对橡胶沥青和沥青混合料技术的研究改进和推广应用具有借鉴作用。     

橡胶改性沥青混合料性能研究

为了提高沥青混合料的路用性能,在基质沥青中加入橡胶粉进行复合改性,对橡胶改性沥青的性能进行技术指标测试,并分析橡胶粉与沥青的作用机理.通过室内试验,对橡胶改性沥青混合料进行了车辙试验、低温弯曲试验和残留稳定度试验,并与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料进行对比,检验橡胶改性沥青混合料的高、低温稳定性能以及抗水损害性.研究表明,橡胶改性沥青混合料的改性效果显著.     

OPW/橡胶粉复合改性沥青的流变性能研究

为扩大废弃物在沥青路面材料的应用范围,通过氧化聚乙烯蜡(OPW)和橡胶粉对道路石油沥青进行复合改性。采用布氏黏度试验、多重应力蠕变恢复(MSCR)试验、弯曲梁流变仪(BBR)试验和储存稳定性试验,研究了OPW/橡胶粉复合改性沥青的流变性能。试验结果表明,添加OPW降低了橡胶改性沥青的黏度和不可恢复蠕变柔量,而提高了其弹性恢复率,表明OPW能改善橡胶改性沥青的弹性恢复能力和抗车辙性能,并能降低其混合料的拌和与压实温度;加入OPW使橡胶改性沥青的低温性能略微下降,但能改善其储存稳定性。复合改性沥青的最佳掺量为：15%橡胶粉+6%OPW。基于OPW/橡胶粉复合改性沥青的流变性能研究,为绿色耐久性沥青路面材料制备技术提供了新视角,验证了OPW作为新型温拌剂的应用潜力。     

基于固有与改善性能的SBS改性剂最佳掺量确定

基于沥青的固有与改善性能，在代表沥青性能的三大指标基础上，研究了SBS改性沥青在SBS改性剂在2%、4%、6%、8%掺量下沥青三大指标及密度、动态剪切模量、动力粘度、表观粘度、弹性恢复试验的变化情况，分析了不同产量下SBS改性沥青较原有90^#基质沥青性能的变化，根据改善性能的变化由此来确定SBS改性沥青在SBS改性剂的最佳掺量。研究表明：SBS改性沥青的流变性能和抗变形性均优于基质沥青，等同于经SBS改性剂改性后的沥青所获得的改善性能优于沥青固有性能的结论。同时也对比出在SBS改性剂产量为4%时，SBS改性剂所得到的综合改善性能最优。     

Bonifiber纤维及SBS改性沥青混合料性能的试验研究

对SBS改性沥青、70号沥青的性能进行对比检测．着重进行60℃下的动态剪切试验,并以车辙因子G^＊/sinδ评价不同沥青的抗永久变形能力。根据对70号沥青及SBS改性沥青混合料掺加0．25％博尼维纤维后的试验,对比分析了70号沥青混混合料、SBS改性沥青混合料、掺加纤维的70号沥青混合料和掺加纤维的SBS改性沥青混合料的高温稳定性、水稳性、低温抗裂性以及抗老化性能等路用性能。结果表明,SBS改性沥青的车辙因子远高于70号沥青胶结料,而添加博尼维纤维,更能增强沥青的抗永久变形能力;应用SBS改性沥青和博尼维纤维能够大幅提高混合料的高温性能,对其他路用性能也有一定改善。     

硬质沥青高温性能试验研究

沥青路面车辙是当前高速公路最主要的早期损坏形式。通过沥青动态剪切流变试验、粘度试验及混合料的车辙试验,对硬质沥青、改性沥青和70#沥青的高温性能进行全面的比较分析,结果表明硬质沥青的高温性能较为优越：     

新旧路面联结层沥青与集料洒布量的试验研究

针对沥青路面整治工程中新旧路面因层间联结失效而出现的推移、拥包、网裂和翻浆等早期损坏的问题,通过室内组合试件的剪切试验和渗水试验确定3种沥青胶结料和集料洒布量为试验指标.结果表明,90#基质沥青、SBS改性沥青和改性乳化沥青联结层的抗剪强度与洒布量呈单峰抛物线关系,确定了沥青胶结料和集料的最佳洒布量.同时3种沥青胶结料联结层均不透水,能有效地阻止路面渗水侵蚀旧路面,从而减少沥青路面的水损害.因此,采用90#基质沥青、SBS改性沥青和改性乳化沥青作为沥青路面整治工程中新旧路面联结层将会显著提高路面的使用性能.     

SBR胶粉改性沥青性能研究

研究了不同搅拌温度、不同掺量橡胶微粉(SBR)改性沥青的性能。试验表明,橡胶微粉掺量及搅拌温度对改性沥青性能有较大的影响,软化点、针入度及延度试验得出了最佳掺量和最佳搅拌温度。荧光显微试验、高温储存稳定性及流变性试验结果表明橡胶微粉改性沥青相比基质沥青具有更好的高、低温性能。     

热老化作用下橡胶改性沥青的低温流变性能

为探究老化作用下橡胶改性沥青（AER）及其复合改性沥青（AER/SBS）的低温流变性能，借助常规性能、低温弯曲试验和Burgers模型，研究了在不同老化状态、不同橡胶粉掺量下AER改性沥青及其复合改性沥青的低温流变特性，同时借助红外光谱（FTIR）方法定量分析老化对AER改性沥青官能团的影响，并将其官能团指数和低温指标进行相关性分析. 研究结果表明:在不同老化状态下AER、SBS均可提高沥青低温性能，且短期老化下AER/SBS复合改性沥青的低温性能优于AER改性沥青，长期老化则反之；AER、SBS改性剂均可改善沥青的劲度模量，且AER对沥青劲度模量的影响程度更显著，同时低温指标（劲度模量S、蠕变速率m、劲度模量与蠕变速率之比S/m）与黏弹性指标（松弛时间λ、耗散能比a具有紧密的联系；AER改性沥青的低温性能与脂肪指数I_A和脂肪长链指数I_AL有较高的相关性，且I_A越大其低温性能越好，I_AL则反之.      

胶粉参数对橡胶沥青性能的影响

汽车工业的飞速发展,造成了大量橡胶轮胎的废弃,而研磨后的胶粉却又是沥青改性中良好的外加剂。文中通过室内高速剪切搅拌的方法将不同目数的胶粉颗粒溶于70号的普通沥青中,并对改性后的橡胶沥青进行软化点等沥青三大指标的测试。得出结论：胶粉掺量为20%时,胶粉颗粒越细,则配制的橡胶沥青综合指标所表现出来的优势就越明显。     

几种改性沥青零剪切黏度的测试分析

对基质沥青和4种改性沥青分别进行高温条件下的稳态流动试验和静态蠕变试验,应用流变模型拟合零剪切黏度（ZSV）,并对拟合结果进行深入分析。结果表明：稳态流动试验可反映沥青的稳态流动状态,由该试验拟合的ZSV与60℃动力黏度具有较高的相关性,能较好地评价基质沥青和部分改性沥青的高温性能,但无法准确描述高强改性沥青优秀的抗车辙性能;两种试验结果拟合的改性沥青ZSV相差很大,静态蠕变试验的拟合结果明显偏小,说明改性沥青尚未进入稳态流动状态,需要更长的蠕变时间才能获得准确的ZSV。     

岩沥青改性沥青流变性能研究

利用流变学理论对沥青的高低温性能进行研究是近年来发展的方向,将不同掺量的青川岩沥青掺入克拉玛依90号基质沥青进行改性,利用DSR和BBR对老化前后的沥青进行流变特性的分析,结果表明,岩沥青的掺入对沥青的高温性能有所提升,而低温性能则相应地降低,综合考虑5组沥青的流变特性分析,建议岩沥青的掺量不宜超过12%。     

改性沥青疲劳破坏判定指标适用性

采用Malvern动态剪切流变仪, 在应力/应变2种荷载控制模式下对90#基质沥青、SBS改性沥青、岩沥青改性沥青、胶粉改性沥青、岩沥青/SBS复合改性沥青和岩沥青/胶粉复合改性沥青(RA/CRCMA)进行了时间扫描疲劳试验; 采用5种疲劳失效定义方式确定了改性沥青疲劳寿命; 使用统计学分析方法评价了改性沥青疲劳破坏判定指标的适用性; 采用推荐指标对比分析了改性沥青的疲劳性能。研究结果表明: 基于归一化动态模量确定的指标独立于荷载控制模式和沥青种类; 基于相位角和累积耗散能比确定的指标显著依赖于改性沥青种类和荷载控制模式, 且不具备普适性; 基于耗散能变化率确定的指标仅适用于应力控制模式的疲劳寿命判断; 基于简化耗散能变化率确定的指标受沥青种类影响较小, 对本研究所有试验沥青均具有较好的疲劳寿命评价效果; 归一化动态模量和简化耗散能变化率确定的指标在应力/应变控制模式下的相关系数高达0.94, 平均绝对误差低于20%, 展现出了较好的相关性及等效的疲劳寿命排序结果, 由于其计算简单, 定义明确, 因此, 推荐其作为时间扫描疲劳试验中检测沥青疲劳失效的判定标准; 采用推荐指标对本研究试验沥青的疲劳寿命排序可知, 添加18%胶粉和5%岩沥青的RA/CRCMA在应力/应变2种控制模式下均展现出较优的抗疲劳性能。