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。     

多聚磷酸以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

采用加速加载试验、三分小梁弯曲试验、冻融劈裂试验、APA疲劳试验分别研究了多聚磷酸（PPA）以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能,结果表明PPA的加入可以改善沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能,随着PPA掺量的沥青增加混合料的低温抗裂性和水稳定性变差。SBS的加入可以改善PPA改性沥青混合料的路用性能,在3%SBS＋1%PPA掺量下复合改性沥青的路用性能可达到5%SBS掺量的SBS改性沥青路用性能。     

国产岩沥青与TB胶粉复合沥青性能及改性机理研究

采用室内针入度和PG分级双指标控制体系研究了青川岩沥青、TB胶粉掺量对Terminal Blend胶粉改性沥青性能的影响,采用荧光显微镜研究了天然沥青对TB沥青的增强作用和改性机理。基于车辙、MMLS1/3、低温弯曲、冻融劈裂和浸水马歇尔及四分点加载疲劳试验试验系统研究了青川岩沥青与TB复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,掺加青川岩沥青与SBS显著提高了TB沥青及其混合料的高温性能,同时在一定程度上保留了TB胶粉改性沥青低温性能突出的特点;掺加青川岩沥青后显著提高了TB胶粉改性沥青的PG高温分级,15%NES+15%TB+2.0%SBS、15%NES+20%TB+2.0%SBS、20%NES+15%TB+2.0%SBS三种改性沥青PG分级可达到PG88-28、PG82-28、PG88-28。SBS与TB岩沥青改性沥青高温性能和抗疲劳耐久性可达到甚至超过4.5%SBS改性沥青混合料,TB岩沥青复合改性沥青混合料可在夏炎热区和季节性冰冻区推广应用,将SBS与TB岩沥青复配可有效降低SBS掺量。综合考虑青川岩沥青与TB胶粉掺量对复合改性沥青高低温性能的影响,兼顾沥青混合料的高低温性能和抗疲劳性能,可优化出15%青川岩沥青+20%TB胶粉、20%青川岩沥青+20%TB胶粉、25%青川岩沥青+15%TB胶粉3种SBS与TB青川岩沥青复配方案。     

TB(Terminal Blend)胶粉与SBS复合改性沥青混合料性能及改性机理

基于流变学原理和针入度分级体系评价了SBS掺量(2%~3%)和TB橡胶沥青掺量对复合改性沥青性能的改性效果,研究了SBS与TB复合改性沥青混合料的路用性能、抗疲劳性能和长期使用性能,并探讨了SBS与TB沥青的改性机理。研究结果表明:SBS与TB复合改性沥青是一种高、低温性能兼顾的产品,增大SBS掺量能有效提高复合改性沥青的软化点、延度和PG高温分级,降低针入度;增大TB胶粉掺量有效改善了复合改性沥青的低温性能。推荐用于TB与SBS复合改性沥青中适宜的SBS掺量为2%~3%,TB胶粉掺量为15%~20%,综合考虑沥青混合料的高低温性能、水稳定性能以及长期使用性能,5种改性沥青混合料综合性能排序为3%SBS+15%TB2.5%SBS+18%TB4.5%SBS2.0%SBS+20%TB20%TB胶粉。经硫化、枝结物化反应后SBS、TB胶粉、基质沥青三者之间空间网状结构交联紧密,形成了均匀、致密的热稳定体系。工程实践表明,相比SBS改性沥青混合料,SBS+TB复合改性沥青混凝土可节省工程造价13%,延长了道路的使用寿命,经济、社会效益显著。     

纳米ZnO/SBS改性沥青混合料路用性能评价

为了研究纳米ZnO/SBS改性沥青混合料的路用性能,以AC-13为例,通过基质沥青、纳米ZnO改性沥青、SBS改性沥青与其做对比。通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验以及冻融劈裂试验,得到纳米ZnO/SBS改性沥青混合料的高温稳定性能和抗水损害性能有所提升,而低温抗裂性能表现平平,但仍能满足路面使用性能要求。     

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。     

湖沥青改性沥青混合料路用性能研究

湖沥青属天然沥青,将其按一定比例掺入基质沥青即为湖沥青改性沥青。为研究湖沥青改性沥青混合料的路用性能,通过室内试验,测试了不同掺量条件下湖沥青改性沥青的基本技术指标;利用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验研究了湖沥青改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等路用性能,并与掺加5%SBS的改性沥青及其沥青混合料进行了对比分析。结果表明,湖沥青改性沥青和SBS改性沥青技术指标相当,均具有良好的路用性能;结合具体工程,确定湖沥青的最佳掺量为25%。     

胶粉与SBS复合改性沥青混合料的试验及应用研究

选用工程应用中常用的AC-16C级配,对橡胶粉与SBS改性剂的掺量进行了设计,设计五种掺配方案下的改性沥青混合料,并通过试验对其路用性能进行了研究,通过工程应用实例对其实际应用效果进行了评价与分析。室内试验表明:胶粉与SBS复合改性沥青混合料的高低温稳定性、水稳定性及耐疲劳性能均要优于单一掺量下胶粉或SBS改性沥青混合料,具有良好的路用性能;合理的橡胶粉与SBS掺配方案下,复合改性沥青混合料的弯拉应变达到了单一改性剂(4.5%SBS)掺入下沥青混合料的1.17倍~1.24倍,其中18%胶粉+2.5%SBS改性沥青混合料低温抗拉强度是后者的1.24倍,适用于寒冷地区;综合五种不同改性剂组合及掺量下沥青混合料的路用性能进行优劣排序可得:16%橡胶粉+3%SBS18%橡胶粉+2.5%SBS4.5%SBS20%橡胶粉+2%SBS20%橡胶粉。工程应用实例表明:采用复合改性沥青混合料(18%胶粉+2.5%SBS)AC-16C作为沥青路面上面层后,通车初期未出现车辙等早期病害,且长期使用性能优异,适用于寒冷地区,应用前景十分广阔。     

纳米黏土改性沥青及其混合料性能研究

该文采用纳米黏土改性沥青的方法,针对纳米黏土改性沥青及其混合料的各项路用性能进行研究。结果表明:单掺纳米黏土改性剂对沥青性能的改善效果不明显,但当纳米黏土和SBS改性剂复掺时,复合改性沥青的各项性能都得到显著的提升,纳米黏土改性剂可明显提高SBS改性沥青的物理力学性能,同时复合改性沥青具有良好的高温抗永久变形以及低温抗开裂性能;沥青混合料路用性能测试表明,纳米黏土改性沥青可显著改善改性沥青混合料的高温性能、水稳定性和回弹模量。     

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。     

高模量沥青结合料路用性能研究

通过对70号基质沥青中添加不同的改性剂来得到高模量改性沥青,进行正交试验方法确定各改性剂的掺量,得出掺加20%湖沥青+6%PE+20%岩沥青+2%SBS的高模量改性沥青满足性能要求;对AH-50、SBS改性沥青、高模量(HM)改性沥青进行SHRP性能比较试验,通过比较可得HM改性沥青具有良好的高温性能。     

基于GTM的岩沥青混合料性能研究

岩沥青以其生产便利性及与沥青间的良好配伍性,得到了研究学者的关注。分别对不同岩沥青掺量的基质沥青和SBS改性沥青开展试验研究;基于"干法"工艺,采用GTM法成型不同岩沥青掺量的基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料并开展高温稳定性和水稳定性试验研究。结果表明,随着岩沥青掺量的增加,沥青的粘度和耐热性能逐渐增强,黏附性效果得到改善;沥青混合料的高温稳定性能明显提高,水稳定性有所改善。综合考虑成本问题,推荐岩沥青在基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料中的掺量分别为3.0%和1.0%。     

TS高黏度改性沥青的制备和OGFC混合料的路用性能

为了制备高黏度改性沥青,以70号A级石油沥青、TLA、SBS、芳烃油和稳定剂为原材料制备了TS (TLA+SBS)复合改性沥青,采用正交试验设计方法对TS复合改性沥青进行正交试验设计,研究了TLA掺量、SBS掺量和芳烃油掺量对TS复合改性沥青黏度、针入度、延度、软化点、黏韧性和韧性的影响规律,确定了TS高黏度改性沥青的最佳掺配比例。对TS高黏度改性沥青、6%SBS改性沥青和国产高黏度改性沥青进行了技术性能对比研究,并评价了3种高黏度改性沥青OGFC-13混合料的路用性能。结果表明:当TLA掺量为25%,SBS掺量为5%,芳烃油掺量为4%时,TS高黏度改性沥青的综合性能最佳;与6%SBS改性沥青和国产高黏度改性沥青相比,TS高黏度改性沥青具有更好的抗老化性、施工和易性和热储存稳定性; TS高黏度改性沥青的高温抗车辙性能远高于6%SBS改性沥青,但略低于国产高黏度改性沥青;与6%SBS改性沥青OGFC-13混合料和国产高黏度改性沥青OGFC-13混合料相比,TS高黏度改性沥青OGFC-13混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和排水性,但在低温抗裂性方面略微不足,可应用于我国南方湿热地区的沥青路面工程中。     

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。     

基于加速加载试验的青川岩沥青改善沥青混合料高温稳定性评价

为评价青川岩沥青对沥青混合料高温性能的改善效果,分别制备了70-A道路石油沥青、SBS改性沥青、青川岩沥青改性沥青和青川岩沥青与SBS复合改性沥青四种胶结料的沥青混合料,以1/3比例尺加速加载试验设备为基础试验平台,对"AC-10+AC-16"双层沥青混合料复合车辙试件进行高温稳定性试验,并与常规车辙试验结果进行了对比。结果表明:基质沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度约增加40%,高温稳定性得到较大程度的改善,SBS改性沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度增加5%～10%,高温稳定性改善效果不明显。不同类型沥青胶结料对沥青混合料高温稳定性贡献优劣顺序为:青川岩沥青与SBS复合改性沥青,SBS改性沥青,青川岩沥青改性沥青,道路石油沥青70-A。经青川岩沥青改性后其沥青混合料用作上面层,抗车辙性能较其作为下面层更为显著; 1/3比例尺加速加载全厚度车辙试验车辙随时间的过程曲线与等厚度常规车辙试验基本一致,加速加载试验能更准确表征沥青混合料或路面高温抗车辙性能及其性能衰减规律。     

Superflex+SBS改性沥青混合料路用性能研究

在Superflex单掺及与SBS复掺的最佳比例情况下,以SMA-13为骨架结构,Super-flex改性沥青、SBS改性沥青及Superflex+SBS复合改性沥青为结合料,对3种沥青混合料进行高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验、抗滑抗渗试验等路用性能研究,分析不同胶结料对混合料路用情况的影响以及3种沥青混合料的经济性和适用性。     

PVP修饰石墨烯复合SBS改性沥青及其混合料性能研究

针对传统石墨烯存在成本高、与基质沥青相容性和分散性差的问题,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对石墨烯进行处理,基于针入度分级体系、PG分级体系与黏度分级体系指标,评价研究PVP修饰石墨烯(PVP-G)复合SBS改性沥青的常规针入度指标性能、流变特性、黏度特性,优化了适宜的PVP-G掺配比例。在此基础上,采用3大路用性能试验、浸水APA试验、SCB弯拉疲劳试验与室内MMLS1/3试验,探讨了PVP-G/SBS复合改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与长期稳定性能。结果表明,添加PVP-G改善了SBS改性沥青高温、低温和抗老化特性,增强了沥青胶结料的弹性恢复性能与抗变形性能,改善了低温抗断裂性能与应力释放性能。1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗永久变形性能、抗疲劳性能和抗水损害性能。在高温长期荷载及高温浸水综合作用下,1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料比5%SBS改性沥青混合料表现出了更优异的抗永久变形能力与耐久性。     

改性沥青种类对OGFC路面耐久性影响研究

OGFC路面因其空隙率较大,沥青易老化,导致集料间的黏结力下降,经常出现松散、剥落等情况。沥青种类是影响OGFC路面抗松散性能、水稳定性的主要因素。选取几种不同沥青,利用肯塔堡飞散试验,评价不同种类沥青混合料的抗松散能力和水稳定性,并对不同种类沥青进行成本计算。结果表明:6%掺量SBS改性沥青混合料、4%SBS+4%多聚磷酸酯的复合改性沥青混合料具有较好的抗松散能力和水稳定性。SBS掺量的提高可以明显提高改性沥青混合料的抗松散能力和水稳定性。综合考虑成本和路用性能,推荐在工程上选用高掺量SBS的改性沥青。     

聚氨酯改性沥青制备工艺及混合料路用性能研究

通过拉伸试验、荧光显微镜试验和沥青旋转黏度试验确定聚氨酯(PU)改性沥青各组成原材料的最佳掺量及PU改性沥青的制备工艺参数。在此基础上,制备AC-13型PU改性沥青混合料,通过马歇尔试验确定在120℃条件下混合料最佳固化养护时间为4h,通过测试其高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,并和基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料进行对比,发现PU改性沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性均明显优于基质沥青和SBS改性沥青,其水稳定性与SBS改性沥青混合料相差无几。在提高沥青混合料路用性能方面具有非常好的发展前景。