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。     

反应型RET复合聚合物改性沥青及其混合料性能研究

通过对比新型反应型弹性体三元共聚物(RET)改性剂与SBS、SBR在不同掺配比例下复合改性沥青老化前后的针入度、软化点、延度、布氏旋转黏度、BBR和DSR试验,确定了RET改性沥青及RET复配改性沥青中各种改性剂的掺量范围,在此基础上,采用马歇尔、车辙、低温弯曲、冻融劈裂、浸水马歇尔和疲劳试验综合分析了RET及RET复配低剂量SBS、SBR改性沥青混合料的路用性能。结果表明:RET改性剂能够明显改善沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和疲劳性能,采用复配SBS或SBR的改性方法能够弥补RET改性剂对沥青混合料低温抗裂性能的负面影响。综合考虑经济性、兼顾高低温性能,推荐RET与SBS、SBR复合改性沥青中,适宜的RET掺量为1.0%~1.5%,SBS、SBR合理掺量为2.0%~2.5%。     

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。     

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。     

SBS与TPS复合改性沥青混合料路用性能研究

主要对复合改性沥青混合料路用性能进行研究分析.将应用较为普遍的SBS改性剂与新型TPS沥青改性剂对基质沥青进行复合改性,使用高速剪切仪制备SBS与TPS复合改性沥青.对复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温性能、水稳定性和抗疲劳性能进行试验研究,并与基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行对比.试验分析表明:SBS与TPS复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能都有很大提高(尤其是抗疲劳性能),水稳定性略有增加.     

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%。     

RET与SBS复合改性沥青性能及改性机理

RET沥青化学改性剂在我国的工程实践中使用较少,基于室内实验和试验路铺筑,通过对RET与SBS复合改性沥青针入度指标性能和PG分级系统研究,确定了RET与SBS适宜的掺配比例,系统评价了不同RET和SBS掺量复合改性沥青混合料的路用性能,进而定性揭示了RET对低剂量SBS改性沥青混合料的改性机理。试验结果表明,RET与SBS复合改性沥青混合料具有优良的路用性能,RET与SBS复合可以充分发挥SBS与RET各自对沥青的改性作用,提高沥青混合料的综合路用性能。RET与SBS复合改性沥青中,RET的推荐掺量为1.0%~1.5%,SBS添加量为2.0%~3.0%;RET与SBS复合改性沥青可大幅改善SMA以及AC沥青混合料的综合路用性能,其高温稳定性和抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料。实体工程和试验段检测结果表明,RET与SBS复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,经济、社会效益显著。     

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。     

胶粉对SBS改性沥青流变特性及微观结构的影响

基于CR/SBS复合改性沥青的基本性能指标确定废旧胶粉的适宜掺量,采用DSR、BBR试验、扫描电镜试验和红外光谱试验分别对SBS改性沥青和CR/SBS复合改性沥青的流变特性以及微观结构进行对比研究。试验结果表明:掺加18%废旧胶粉的CR/SBS复合改性沥青的高温流变特性、低温流变特性优于SBS改性沥青和CR沥青,抗疲劳特性与SBS改性沥青基本相当。胶粉与SBS改性剂产生了部分化学反应,废旧胶粉在体系中起到了填充作用;同时整个体系形成了改性剂相和沥青相双连续相,形成了致密的空间网络结构,从而使得CR/SBS复合改性沥青的性能优良。     

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-SBS复合改性与SBS改性沥青高温性能对比研究

通过沥青针入度、软化点、布氏旋转黏度、DSR试验,评价两种类型的改性沥青(SBS改性沥青、纳米SiO_2-SBS复合改性沥青)在不同改性剂用量下(3.5%、4%、4.5%、5%)的高温性能。结果表明:SBS改性剂和纳米SiO_2-SBS复合改性剂均能有效改善沥青的高温性能,且改性沥青的高温性能随改性剂用量的增加而提高;纳米SiO_2-SBS复合改性沥青的高温性能较SBS改性沥青更好;改性剂用量较大时,采用纳米SiO_2-SBS复合改性剂,能够降低生产成本,提高沥青路用性能。     

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.     

多聚磷酸复合聚合物改性沥青老化前后流变特性及其混合料性能研究

为了改善高海拔高辐射寒冷区沥青混凝土的抗老化性能,按照室内与高寒高海拔区热、紫外光辐射总量相等的原则进行室内多聚磷酸改性(PPA)沥青及其混合料模拟老化试验,进而研究了PPA及PPA与低剂量SBS、SBR聚合物改性沥青抗热老化和紫外光老化性能,并将热老化、紫外光老化后多聚磷酸改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与基质沥青及4.5%SBS改性沥青混合料进行了对比。试验结果表明:PPA与聚合物改性沥青的5℃延度指标随热老化与紫外光老化时间增大而减小,抗车辙因子和软化点均随紫外光老化时间增加而增大,热老化5 h后延度趋于稳定,紫外光老化12 h后延度趋于稳定。随着紫外光老化时间延长,PPA及PPA复合改性沥青混合料高温性能呈先增大后减小的趋势,低温抗裂和疲劳性能随老化时间延长呈下降趋势,紫外光对沥青高低温性能的劣化作用比热老化突出。PPA对基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青混合料抗紫外光老化作用改善效果显著,PPA可作为高紫外光辐射区沥青路面抗老化剂使用。研究成果可为拓展PPA改性沥青及PPA与低剂量聚合物复合改性沥青在高原高温差、高紫外光辐射区的推广应用提供参考与借鉴。     

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。     

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。     

SBS改性沥青老化后的流变特性

为了评价老化对SBS改性沥青流变特性,对基质沥青、SBS改性剂质量掺量分别为3%和6%的改性沥青进行旋转薄膜加热试验(RTFO)和不同时间(5h、16h、50h)的压力老化试验(PAV),对3种沥青的原样、不同老化状态的样品进行常规试验(针入度、延度、软化点)和不同温度条件下的动态剪切流变试验。试验结果表明:常规指标只能显著反映沥青前期阶段的老化性能,粘弹性指标能够反映各老化阶段沥青的性能,更适合评价沥青的老化特性;基质沥青老化表现出硬化的特性,PAV老化50h后的SBS改性沥青老化由于SBS改性剂的裂解和断裂,表现出软化的特性;SBS改性剂使得沥青储能模量随温度和老化程度的影响变小,改善了沥青的感温性能、耐老化性能;老化时间越长基质沥青高温性能越好,而SBS改性沥青在老化16h后高温性能降低。     

低标号改性沥青的稳定化制备与性能

利用反应加工的方法,制备高密度聚乙烯(HDPE)/废旧轮胎胶粉复合改性剂,并用于制备稳定的稳定型的低标号改性沥青。系统研究了改性沥青的高低温性能以及高温储存稳定性的影响因素,并初步研究改性沥青混合料的路用性能。结果表明,反应加工能显著提高HDPE改性沥青的高温储存稳定性,可用于制备针入度小于40的低标号改性沥青,与通过炼制得到的低标号沥青相比,该改性沥青混合料的高低温路用性能优良。     

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。     

直投式环保型沥青改性剂的路用性能

利用以回收PE为主要材料的新型直投式改性剂制备改性沥青及混合料,采用动态剪切流变试验(DSR)和差示扫描量热试验(DSC)分析直投式改性剂,借助弯曲梁流变试验(BBR)对其低温流变特性进行研究,并对其路用性能进行评价。结果表明:加入改性剂后沥青高温流变性得到明显改善,PG高温性能分级可提高2～3个等级,高温感温性能改善不明显;直投式改性沥青混合料的高温稳定性与水稳定性优于SBS改性沥青混合料。     

SEAM与SBS复合改性沥青及混合料性能研究

为研究新型硫磺改性剂(SEAM)和SBS掺量对沥青及混合料综合路用性能的影响,变化4种SEAM和SBS掺量,采用177℃黏度、针入度、软化点、BBR、DSR试验确定了SEAM和SBS适宜的复配比例。采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔和冻融劈裂、四分点加载控制应变疲劳试验评价了复合改性沥青的综合路用性能和抗疲劳耐久性。试验结果表明:根据SEAM与SBS复合改性沥青的常规性能指标和PG分级试验结果,推荐SEAM与SBS复合改性沥青中的SBS添加量为2.0%~2.5%,SEAM合理掺量为15%~20%。SEAM与SBS复合改性沥青混合料具有优良的高温稳定性和抗疲劳性能,将SEAM与SBS复配有助于提高沥青混合料综合路用性能和耐久性。使用SEAM与SBS复合改性方案可替代18%~20%的沥青,同时降低了SBS掺量。试验路后期跟踪调查结果表明,采用SEAM与SBS复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,经济、社会效益显著,推广应用前景广阔。