PE-脱硫橡胶复合改性沥青高温性能研究

为改善脱硫橡胶沥青高温性能的不足,采用聚乙烯与脱硫胶粉对沥青进行复合改性,对比分析了普通橡胶沥青、脱硫橡胶沥青及PE-脱硫橡胶复合改性沥青的路用性能和高温流变性。结果表明:加入聚乙烯后,复合改性沥青不仅具备脱硫橡胶沥青的各项优势,而且高温性能得到显著提高;复合改性沥青的复数模量G*、车辙因子G*/sinδ增大,相位角δ减小,高温抗变形能力提高,高温抗车辙性能增强。     

胶粉与SBS复合改性沥青制备与性能研究

为优化胶粉与SBS复合改性沥青制备参数,通过正交试验探讨SBS嵌段比、胶粉目数、SBS掺量及胶粉掺量对复合改性沥青高、低温性能及黏度的影响,进行影响因素与沥青性能Pearson相关性分析,最后采用傅里叶变换红外光谱分析仪研究改性机理。结果表明,高嵌段比SBS与高胶粉掺量会提升复合改性沥青的高温性能,但不利于复合改性沥青的低温性能;提高胶粉目数可降低复合改性沥青的黏度,提高SBS掺量对改善复合改性沥青的高、低温性能均能起到积极作用;SBS嵌段比对复合改性沥青的高温性能影响显著,胶粉掺量对沥青黏度影响显著;胶粉与SBS对沥青的改性过程主要为物理改性。     

Superpave改性沥青混合料的抗车辙性能试验研究

该文采用改进的车辙试验和SPT试验评价SBS、PR、RS和DUROFLEX共4种抗车辙剂对Superpave沥青混合料高温抗车辙性能的改性效果,旨在判定SPT试验区分改性剂对沥青混合料高温抗车辙性能改性效果差异的有效性。采用车辙试验10 000次荷载作用下的相对变形率(δ)评价各种改性沥青混合料的抗车辙性能。结果表明:PR改性沥青混合料的高温抗车辙性能最好,RS次之,再次是SBS和DUROFLEX改性沥青混合料。SPT试验结果表明,流变次数Fn和流变时间Ft能区分SBS、PR、RS和DUROFLEX共4种改性沥青混合料高温抗车辙性能的差异,但与相对变形率的评价结论不完全一致,SBS改性沥青混合料的Fn和Ft值都是最大,表明其具有良好的抗车辙能力;采用动态模量参数E*和E*/sinφ,不能有效地区分改性沥青混合料抗车辙性能的差异。     

SBS改性乳化沥青蒸发残留物高温流变性能研究

采取胶体磨法制备阳离子乳化沥青，并添加SBS胶乳以改善其高温流变性能；借助动态剪切流变仪(DSR)探究蒸发残留物在不同温度和频率下的流变特性，进一步通过多重应力蠕变恢复试验(MSCR)评价其变形与恢复行为。结果表明：改性乳化沥青中的弹性成分占比会随SBS胶乳掺量的增加而提升，表现为复数剪切模量(G^*)和车辙因子(G^*/sinδ)升高、相位角(δ)降低；当SBS胶乳掺量超过8%时，δ随温度的升高出现出下降趋势、而随频率的增大呈现上升趋势，据推测这与SBS胶乳所形成的特殊网络结构及其降解有关。MSCR测试结果则证实了SBS胶乳对乳化沥青抗变形能力和变形恢复能力的改善作用，该改善作用在SBS胶乳掺量不低于8%时较为显著。综合考虑流变特性、变形恢复能力和经济因素，建议SBS胶乳掺量为8%～10%。     

聚合物改性沥青细观结构及高温性能试验研究

针对包括内蒙古在内的西部地区常用的3种聚合物改性沥青（胶粉改性沥青、SBS 改性沥青及复合胶粉改性沥青）,利用扫描电镜（SEM）对比观察了废胶粉和 SBS 改性剂、普通沥青及3种改性沥青的微观结构形貌,发现两种改性剂均具有网状结构,3种改性沥青中橡胶粉及 SBS 改性剂都与沥青融合性良好;利用针入度粘度指数 P VN和粘温指数 VTS对3种改性沥青的感温性进行了评价,发现胶粉改性沥青具有最小的温度敏感性;利用动态剪切流变试验,通过研究复数剪切模量 G*及相位角δ随温度及频率变化的规律并利用改进的车辙因子对3种改性沥青的高温性能进行评价,得出胶粉改性沥青具有最好的高温稳定性,其次为复合胶粉改性沥青,并且从改性沥青微观结构的角度出发解释了3种改性沥青温度敏感性与高温变形性能存在此种规律的原因。     

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。     

高模量改性沥青高温性能的优化评价

通过DSR试验,对3种沥青胶结料(70号基质沥青、ZQ-2和ECB高模量改性沥青)的高温性能进行了研究。从流变模型与试验数据分析了车辙因子G*(sinδ)-1评价改性沥青高温性能的不足,运用改进型车辙因子G*(sinδ)-9和等抗车辙因子临界温度评价高模量改性沥青的抗车辙能力,并通过沥青混合料的车辙试验和静态蠕变对改进型车辙因子的有效性和相关性进行了验证。结果表明:ZQ-2高模量改性沥青的高温性能优于ECB;G*(sinδ)-9考虑了高模量改性沥青变形的延迟弹性,且与沥青混合料的高温性能指标相关性高,作为高模量改性沥青的高温评价指标更合理。     

SBS/胶粉复合改性沥青研究进展与性能评价

为进一步推动SBS/胶粉复合改性沥青技术的发展,梳理总结了国内外SBS/胶粉复合改性沥青的原材料选用情况与制备工艺,明确了其较优掺配方案、制备方法,探讨了SBS/胶粉复合改性机理,全面调查了国内外SBS/胶粉复合改性沥青流变性能与基本性能,对比评价了SBS/胶粉复合改性沥青与基质沥青、SBS沥青、橡胶沥青的性能差异,并基于数理统计结果与沥青相关规范,划分了SBS/胶粉复合改性沥青性能等级。结果表明：SBS/胶粉复合改性沥青制备工艺以高速剪切或胶体磨法为主,常用掺配方案及工艺为SBS 2%~3.5%、胶粉10%~20%、沥青加热温度170℃~180℃、剪切速度4 000~5 000 r·min^-1;SBS/胶粉对沥青的复合改性过程以物理作用为主,辅以部分化学反应,且沥青组分、胶粉处理工艺将会显著影响改性材料分散状态;SBS与胶粉复合可使两者优势互补,其复合改性沥青的路用性能大幅提高;与基质沥青、橡胶沥青、SBS沥青相比,SBS/胶粉复合改性沥青的高低温性能优势显著,流变分级基本满足PG 76和PG-22;综合统计箱形图数据节点与相关沥青规范,将复合改性沥青性能划分为优秀、良好、中等、较差4个等级,并推荐了适用于寒区、温区、热区的SBS/胶粉复合改性沥青性能要求。鉴于当前SBS/胶粉复合改性沥青技术研究已有长足进展,建立室内改性工艺与工厂末端生产关系、探究耦合工况下性能演变规律、优化储存稳定技术与施工配套工艺将是其推广亟待攻关的方向。     

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。     

胶粉与RET复合SBS改性沥青老化前后流变特性及其混合料性能研究

为了改善高海拔寒冷地区沥青路面的耐久性能,采用自制的"紫外光与热老化模拟老化环境箱"进行室内加速老化试验,模拟紫外光与热耦合作用对高原高海拔地区沥青路面的老化作用,基于延度、软化点、弹性恢复率、DSR、BBR试验和车辙、低温弯曲、冻融劈裂及四点弯曲疲劳试验研究了胶粉与RET复合SBS改性沥青老化前后流变特性及其混合料路用性能。试验结果表明:随着胶粉、RET掺量增大,复合改性沥青老化后的低温性能提高,相较于SBS改性沥青,胶粉与RET复合SBS改性沥青具有优良的抗紫外光与抗老化性能;掺加RET可显著提高低剂量SBS改性沥青及其混合料的高温性能,但是RET对胶粉、SBS改性沥青低温性能提高幅度不大,甚至有负面影响,建议采用胶粉、SBS与RET或胶粉与RET复合SBS改性方案以提高RET改性沥青混合料的低温性能;相较于SBS改性沥青和SBS与胶粉复合改性沥青,胶粉与RET复合SBS改性沥青具有优良的抗疲劳性能,对于高原高海拔强紫外光辐射地区可优先采用胶粉与RET复合改性沥青或胶粉与RET复合SBS改性沥青。工程实践证明,胶粉与RET复合SBS改性沥青能够改善路面抗车辙性能、提高路面水损害及抗裂性能,其老化前后的抗裂性能优于SBS改性沥青,采用胶粉与RET复合SBS改性沥青混合料延长了高海拔寒冷地区沥青混凝土道路的使用寿命。     

废轮胎胎面胶粉改性沥青性能研究

通过对沥青基本性能和动态剪切流变性能的测试,分析研究了一种50目废轮胎胎面胶粉改性沥青的工艺参数和性能指标。研究表明,这种胶粉具有较好的高低温性能和高温存储稳定性,常规性能指标高于一些项目标准,路用性能等级能达到PG76。随着胶粉掺量的增加,沥青的软化点、延度、老化延度、弹性恢复、粘度、DSR值都呈上升变化趋势,此种胶粉掺量16%左右为宜;添加少量SBS的胶粉/SBS复合改性沥青较胶粉改性沥青具有更好的低温性能和高温抗车辙性能,老化后5℃的延度有明显的提高,路用性能等级能达到PG82。     

胶粉改性沥青评价指标及试验方法适应性分析

针对胶粉改性沥青混熔体系作用机理和半固态连续相结构特性,结合现行规范,对胶粉改性沥青高温稳定性、低温抗裂性、弹性恢复性能和抗老化性能的评价指标和试验检测方法进行适应性分析,认为常规的针入度、软化点、延度、当量脆点等指标不适应于橡胶沥青混熔改性机理,不能有效表征其实际性能,建议采用旋转粘度、弹性恢复及SHRP体系中的车辙因子G*/sinδ和蠕变劲度S、蠕变速率m等指标来评价其技术性能,以此指导生产和推广应用。     

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。     

岩沥青-丁苯橡胶复合改性沥青路用性能研究

为了在不影响岩沥青(BRA)高温性能和抗老化性能的基础上改善其低温性能,该文拟使用丁苯橡胶(SBR)与BRA对基质沥青进行复合改性。通过向BRA改性沥青中添加不同类型(胶粉和胶乳)和掺量(0、2%、4%、6%、8%)的SBR制备复合改性沥青。采用低温弯曲梁试验(BBR)评价复合改性沥青的低温性能,同时根据TFOT和PAV试验方法对复合改性沥青进行老化处理,并通过对比复合改性沥青老化前后旋转黏度试验(RV)和动态剪切流变试验(DSR)的试验结果揭示两种复合改性沥青的抗老化性能。研究结果表明:就低温性能而言,SBR胶乳的改性效果优于SBR胶粉。BRA改性沥青优异的高温性能几乎不受SBR胶乳的影响,但当其掺量达到或超过6%时表现为抗车辙性能的降低,且降低了沥青胶结料的抗老化性能。综合各项路用性能指标,建议SBR胶乳/胶粉的掺量为4%?6%。     

胶粉及PE复合改性沥青混合料路用性能试验研究

为改善沥青混合料的路用性能,采用胶粉、聚乙烯(PE)对沥青混合料进行改性,对比分析了胶粉改性沥青混合料与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料高、低温性能、水稳定性能,并研究了PE掺量对胶粉复合改性沥青混合料性能的影响,并将此技术应用到河南省机西高速公路二期路面工程中。研究表明:随着胶粉掺量的增加,改性沥青混合料动稳定度不断增大,胶粉掺量为20%时改性沥青混合料与SBS掺量为4.5%的改性沥青混合料高温性能相当,而低温性能、水稳定性能均优于SBS改性沥青混合料;随着PE掺量增加,复合改性沥青混合料的高温抗车辙性能及水稳定性能不断提高,低温性能有所降低,但仍高于基质沥青混合料。     

等离子体微表处理胶粉改性沥青工艺条件优化分析

为提高橡胶回收再利用效率，进一步改善胶粉改性沥青路用性能，采用等离子微表处理方法对胶粉进行活化处理。处理工艺条件（包括功率和时间）对胶粉改性沥青的性能影响较为关键，利用不同处理功率和处理时间分别制备了9组等离子微表处理胶粉的改性沥青，通过比较其针入度、软化点以及动态剪切试验结果，探究不同条件对胶粉改性沥青性能影响的规律，进而结合灰关联模糊评价模型确定等离子体微表处理方法的最佳工艺条件。研究结果表明：采用40目胶粉且其质量掺量为15%时，处理功率和处理时间与关联度值存在线性增长关系，且随着处理功率或时间的增加，均有胶粉改性沥青的针入度降低，软化点升高的趋势；在70℃温度下，等离子体活化胶粉的改性沥青车辙因子G^*/sin（δ）值呈现增大趋势，表明等离子微表处理技术可有效改善胶粉改性沥青的高温稳定性，且性能受到功率和时间显著影响。灰色关联模糊评价方法分析结果显示：排序关联度值最大为0.920 8，可以确定等离子体处理方法最佳处理功率和处理时间分别为250 W和8 min。结合处理工艺条件与关联度值拟合结果可知，功率拟合线斜率比时间拟合斜率更大，与处理时间相比，处理功率对于胶粉改性沥青高温性能影响更大。     

超声波对WE/WPU复合改性乳化沥青黏附性能的影响

为进一步确定水性环氧树脂/水性聚氨酯(WE/WPU)复合改性乳化沥青的黏附性能,制备了WE/WPU改性乳化沥青,优选了基于超声波的黏附性评价方法,对WE/WPU改性乳化沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青的黏附性进行对比测试。结果表明:改进的超声波试验可以作为定量测试沥青黏附性的方法,WE/WPU改性乳化沥青的黏附性能和高温稳定性能显著优于目前抗滑封层中常用的SBS改性沥青、胶粉改性沥青。     

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。     

SBS改性沥青及Bonifiber纤维对混合料性能影响的试验比较分析

运用试验对比分析SBS改性沥青及Bonifiber纤维对沥青混合料路用性能的影响。首先对SBS改性沥青、70~#普通沥青的性能进行对比检测,采用35、50、60℃下的动态剪切试验并以车辙因子G~*/sinδ评价沥青的抗永久变形能力。进行了70~#沥青混合料、SBS改性沥青混合料、掺加纤维的70~#沥青混合料和掺加纤维的SBS改性沥青混合料的路用性能对比试验。研究结果表明,SBS改性沥青的车辙因子远高于70~#沥青胶结料,应用SBS改性沥青和博尼维纤维,可以提高混合料的高温抗车辙能力、水稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和抗老化性能,SBS改性沥青的改善效果优于博尼维纤维,而综合改性的沥青混合料性能最好,从经济角度看,博尼维纤维具有良好的推广价值。     

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。