活化废胶粉改性沥青性能评价

以废胶粉改性沥青和活化废胶粉改性沥青为研究对象,应用沥青常规性能指标变化程度评价方法,采用针入度指数、软化点及当量软化点、当量脆点、低温延度、弹性恢复率等指标,对比分析了两类改性沥青的高、低温性能.结果表明:活化废胶粉改性沥青在感温性、高温稳定性、低温抗裂性等方面都优于普通废胶粉改性沥青.     

废胎胶粉改性沥青改性机理研究

借助荧光显微镜、红外光谱等微观结构试验的分析方法,研究废胎胶粉在沥青中的改性机理.高温条件下,胶粉在沥青中吸收轻组分,并溶胀、脱硫和降解,同时胶粉中的活性物质进入沥青胶体体系中,达到改善沥青温度敏感性、老化性能的效果;常温及低温条件下,废胶粉改性沥青中未溶解的胶粉颗粒起到增强沥青的弹性性能和提高其抗裂性能的作用.了解废胎胶粉改性沥青的改性机理,为合理应用废胶粉改性沥青提供理论支持和技术保障.     

活化橡胶粉改性沥青性能评价

基于水泥混凝土路面加铺沥青层存在较严重的反射裂缝问题,研究了用于层布法应力吸收层的活化橡胶粉改性沥青,确定了实验室活化橡胶粉改性沥青的最佳生产工艺,并基于针入度体系试验、基于流变学的DSR试验和BBR试验对材料性能进行了评价。试验结果表明:在PG分级体系下,相比普通胶粉改性沥青和SBS改性沥青,活化橡胶粉改性沥青有更好的高低温性能、弹性恢复性能和稳定性;同时发现基于针入度体系的评价指标和方法并不适用于评价橡胶改性沥青,而基于性能分级的DSR试验和BBR试验能更好地评价橡胶改性沥青的高低温及疲劳性能。     

废胶粉复合改性沥青制备与性能研究

以剪切速率、剪切温度、剪切时间和发育时间为影响因素进行正交试验,以软化点、延度、软化点差和弹性恢复作为评价指标进行极差分析,研究不同工艺参数对废胶粉复合改性沥青性能的影响,推荐废胶粉复合改性沥青的制备工艺为剪切速度5 000 r/min、剪切温度185℃、剪切时间30 min、发育时间50 min;采用上述工艺参数制备废胶粉复合改性沥青与普通胶粉改性沥青和SBS改性沥青进行性能对比试验,结果表明,废胶粉复合改性沥青的高低温流变性能更好,储存稳定性也得到较大改善,能满足高温多雨地区对沥青胶结料的性能要求和工厂化生产的要求。     

添加剂对胶粉改性沥青性能的影响规律研究

为了探究多聚磷酸、马来酸酐和硫磺3种添加剂对胶粉改性沥青性能的影响规律,制备了各添加剂在不同掺量时的胶粉改性沥青,通过试验测定其25 ℃针入度、软化点、5 ℃延度、25 ℃弹性恢复率、135 ℃运动黏度和存储稳定性能,确定了各添加剂的最优掺量,并借助动态剪切流变试验,对比评价了各添加剂在其最优掺量下胶粉改性沥青的高温流变性能和抗短期老化性能。     

活化橡胶改性沥青混合料路用性能研究

基于橡胶改性沥青理论,利用微波对废胶粉进行处理,探究了微波活化时间对胶粉的影响、活化废胶粉与沥青的相容性。对基质沥青、普通胶粉改性沥青、微波活化胶粉改性沥青的三大指标、弹性恢复能力、高温稳定性进行测试,并研究了微波活化胶粉改性沥青混合料的路用性能。结果表明:微波活化改性胶粉沥青的低温延展性、相容稳定性、高温稳定性、弹性恢复能力更好,微波活化胶粉沥青的离析软化点差为1.5℃,弹性恢复率为72%;活化废胶粉改性沥青混合料的路用性能优于普通基质沥青混合料,其高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力均得到改善;就集料级配而言,间断级配AR-AC13的高温稳定性、低温抗裂性优于连续级配AR-AC13,抗水损害能力与连续级配AR-AC13相当。微波活化废胶粉有助于提升沥青混合料的路用性能。     

应用回弹恢复评价橡胶沥青的弹性恢复能力

针对橡胶沥青材料本身的特点,分析当前国内外橡胶沥青弹性恢复能力的评价指标,采用常规弹性恢复试验和自制回弹恢复试验仪,分别应用弹性恢复与回弹恢复评价不同种类、不同掺量胶粉橡胶沥青及SBS改性沥青的弹性恢复能力,研究表明回弹恢复更适宜于评价橡胶沥青的弹性恢复能力,可以更好地表征橡胶沥青在较小变形(毫米级)范围内的良好弹性性能.     

RET复配胶粉改性沥青混合料路用性能与耐久性研究

针对橡胶改性沥青热稳定性差、易离析,对沥青路面综合路用性能的改善效果不太明显的问题,提出将反应型三元共聚物(RET)与橡胶粉进行复配,参考橡胶沥青评价指标、SHRP沥青BBR低温评价指标RET复配胶粉改性沥青高低温性能,并基于车辙试验和低温弯曲试验、间接拉伸疲劳试验和MMLS1/3试验验证RET复配胶粉改性沥青路用性能和耐久性能。研究结果表明:增加橡胶粉和RET掺量都能提高复合改性沥青的高温性能; RET与橡胶粉进行复配,可有效弥补RET对沥青低温性能的不足;掺加RET可显著改性橡胶沥青对沥青的高温性能。在1. 2%～1. 6%RET与12%～16%橡胶粉复配方案下,复合改性沥青的软化点、弹性恢复性能优于5%SBS改性沥青。RET和橡胶粉对沥青混合料高温性能的改善效果是一种非线性的增强效果。1. 2%RET+16%胶粉、1. 6%RET+12%胶粉2种RET复配胶粉改性沥青混合料的高低温性能、水稳定性均优于SBS改性沥青混合料。将RET与橡胶粉进行复配可一定程度改善沥青路面的抗疲劳耐久性,减少服役期间沥青路面车辙损害,RET复配胶粉改性沥青具有一定的研究意义和良好的应用前景。     

双螺杆挤出胶粉与RET复合改性沥青及其混合料性能研究

为解决传统橡胶沥青黏度大、施工温度高、易发生离析沉淀和橡胶粉掺量低的问题,采用微波活化和双螺杆挤出工艺对橡胶粉进行脱硫降解,同时为了进一步解决双螺杆挤出胶粉改性沥青高温性能损失大的问题,提出采用双螺杆挤出胶粉与反应型三元共聚物(RET)复配方案。采用针入度体系指标性能和Superpave沥青胶结料PG分级体系研究了10%、20%、30%橡胶粉复配0.5%、1.0%、1.5%RET改性沥青性能,进而通过三大路用性能试验和实体工程跟踪检测,验证了双螺杆挤出胶粉与RET复合改性沥青混合料路用性能。结果表明,用于TECRM/RET复合改性沥青适宜的双螺杆挤出胶粉掺量为20%~30%、RET掺量为1.0%~1.5%。在此复配方案下,TECRM/RET复合改性沥青的135℃黏度小于3.5 Pa·s、软化点大于65℃、25℃针入度40~60(0.1 mm)、25℃弹性恢复率大于80%、离析软化点差小于3.0℃,高低温PG分级达到了82、-24℃;双螺杆挤出胶粉改性沥青避免了普通橡胶沥青粘度大、易离析等弊端,是一种高低温性能和施工和易性能兼顾的改性沥青产品。相比SBS改性沥青混合料,TECRM/RET复合改性沥青混合料有突出的高低温性能和水稳定性优势。实体工程应用取得了优良的使用效果,研究成果为双螺杆挤出胶粉改性沥青推广应用提供可靠的技术保障。     

基于性能指标的废胶粉改性沥青改性机理研究

用废旧橡胶粉改性沥青既可以提高沥青及沥青混合料的路用性能,又能对废旧轮胎回收利用,变废为宝。文中分析了废胶粉改性沥青的物理改性机理,应用红外光谱(IR)分析其化学成分变化,研究其化学改性机理。通过对废胶粉改性沥青做沥青针入度、软化点、延度对比试验,证明废胶粉改性沥青对改善沥青延度指标具有显著效果,对其他2项指标也有一定程度的改善作用。     

粉煤灰和胶粉改性沥青的试验研究

利用粉煤灰和胶粉对基质沥青进行改性,以期得到粉煤灰和胶粉的合理用量。通过室内试验,根据不同工艺条件下生产的胶粉沥青的性能,确定胶粉沥青的生产工艺,包括剪切温度、剪切时间、生产工序;分析了不同胶粉粒径、用量和粉煤灰用量对改性沥青针入度、低温延度、软化点和弹性恢复的影响,从而确定了影响改性沥青性能的胶粉粒径、最佳胶粉用量和粉煤灰用量。     

WTR/APAO复合改性高黏沥青及改善排水性沥青混合料性能研究

为制备废旧轮胎胶粉（WTR）高黏改性沥青，将WTR和APAO改性剂按照一定比例复配后对基质沥青进行复合改性，通过高黏改性沥青评价体系指标、WTR复合改性沥青针入度评价体系指标，评价WTR/APAO复合高黏改性沥青性能，优化WTR/APAO复配方案；通过动态力学流变性能试验分析复合改性沥青的动态力学性能。研究表明：掺加WTR和APAO能显著提升沥青的60℃动力黏度、170℃运动黏度、黏韧性、软化点和25℃弹性恢复率，同时降低了针入度；随WTR、APAO掺量增大，WTR/APAO复合改性沥青的能量损耗因子逐渐增大，复合改性沥青发生相同的塑性变形所需外力增大，WTR/APAO复合改性沥青表现出良好的阻尼特性。增大WTR和APAO掺量显著改善OGFC-13排水性沥青混合料的综合路用性能，20%WTR+6%APAO、20%WTR+8%APAO比14%TPS改性OGFC混合料有更好的综合路用性能与抗疲劳耐久性能。     

掺活化剂的胶粉改性沥青及其混合料性能与评价指标研究

采用湿法工艺制备了不同目数、不同掺量的胶粉改性沥青,利用常规指标、SHRP流变指标分析了胶粉改性沥青的高温、低温及疲劳性能的变化规律;在最佳胶粉掺量下,探讨了活化剂掺量对胶粉改性沥青混合料性能的影响,并将胶粉改性沥青与其对应混合料的高温、低温、疲劳性能的相关性进行回归分析。结果表明:综合考虑胶粉改性沥青的性能及经济性,3种目数的胶粉最佳掺量为18%;在沥青中掺加胶粉可以改善沥青及其混合料的高温、低温及疲劳性能,掺加活化剂后改善效果更为明显,且在4%活化剂掺量下混合料各项性能最优;推荐AR型车辙因子、延度、疲劳因子分别作为胶粉改性沥青高温、低温、疲劳性能评价指标,推荐DS、破坏应变、K值分别作为胶粉改性沥青混合料高温、低温、疲劳性能评价指标。     

废旧胶粉与SBS改性沥青及其混合料的路用性能对比研究

该文通过动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验与间接拉伸劲度模量试验、疲劳试验、半圆弯曲试验和韧性指标试验对比了SBS改性与胶粉改性沥青及其混合料的性能。研究结果表明:达到与SBS改性沥青相同性能需要2倍以上的胶粉掺量;掺量较高的胶粉改性沥青表现出比SBS改性沥青混合料更高的弹性;随着胶粉用量的增加,胶粉改性沥青混合料抵抗裂缝的能力增强,抵抗裂缝发展的能力显著降低。     

温拌胶粉改性沥青低温性能研究

为深入研究温拌胶粉改性沥青的低温性能,采用低温弯曲梁流变仪(BBR),测试不同类型温拌胶粉改性沥青的劲度模量和蠕变速率等低温性能评价指标,系统分析了胶粉细度、胶粉掺量以及温拌剂掺量等3个因素对温拌胶粉改性沥青低温性能的影响规律。试验结果表明,胶粉掺量是影响温拌胶粉改性沥青低温性能的最主要影响因素,其次是胶粉细度和温拌剂掺量,但胶粉掺量与胶粉细度的影响作用差距不大。温拌胶粉改性沥青的低温性能随胶粉细度和胶粉掺量的增加而提高,随温拌剂掺量的增加而降低。综合考虑,采用胶粉细度60目,胶粉掺量20%,温拌剂掺量3%制备的温拌胶粉改性沥青的低温性能最佳。     

改性沥青的高温性能评价指标研究

为准确评价改性沥青的高温性能,通过常规性能试验和动态剪切流变试验测试复合SBS改性沥青、胶粉改性沥青、SBS改性沥青的当量软化点、车辙因子、等效黏度等高温性能指标,同时分析老化对改性沥青各高温性能指标的影响。研究表明:G^*/(sinδ)⁹对相位角敏感程度较高,相比于G^*/sinδ,其更适合评价和表征改性沥青的高温性能。G^*/(sinδ)⁹的临界温度T明显高于G^*/sinδ,而G^*/sinδ的T值不宜用来计算表征改性沥青的高温性能分级。η’=sinδ-4.8628G^*/ω与抗车辙因子G^*/(sinδ)⁹的相关性最好,相关系数均在0.9以上,更适合作为改性沥青的高温性能评价指标。复合SBS改性沥青高温性能最优,胶粉和SBS改性剂复合改性相比于胶粉或SBS改性能够有效提高沥青的黏度和弹性。     

干拌胶粉改性沥青混凝土松弛性能的细观研究

沥青混凝土的松弛性能与低温抗裂性能密切相关,为了研究废旧轮胎胶粉对沥青混凝土松弛性能的影响,基于复合材料细观力学理论,将胶粉改性沥青混凝土视为由沥青混凝土和胶粉组成的两相复合材料,建立了胶粉改性沥青混凝土的松弛性能预测模量,通过沥青混凝土和胶粉黏弹性能参数的输入,对胶粉改性沥青混凝土的松弛性能进行预测分析。结果表明:胶粉的掺入使得沥青混凝土的松弛模量降低,提高了低温抗裂性能。考虑胶粉黏弹性能对松弛性能预测结果的影响很小,可以将模型进行简化,在预测时可以将胶粉视为弹性材料忽略其黏弹性能。     

基于正交试验的双氧水处理废胶粉改性沥青工艺参数研究

针对废胶粉改性沥青储存稳定性较差、黏度大、对施工温度要求高等缺点,采用双氧水对废胶粉表面进行氧化改性,以双氧水用量、处理温度、处理时间及胶粉目数为因素各自选取4个水平进行正交试验。采用软化点、5℃延度、25℃针入度、离析试验、弹性恢复试验和180℃布氏旋转黏度作为考核指标,以极差分析与方差分析作为分析手段,系统研究了胶粉的表面氧化对废胶粉改性沥青性能的影响规律,并优化工艺参数。研究结果表明,双氧水处理废胶粉改性沥青的最优工艺参数组合为:双氧水用量70mL,处理时间4h,处理温度80℃,废胶粉目数40目。     

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。     

多聚磷酸复配Terminal blend胶粉改性沥青流变特性及其混合料路用性能

基于针入度评价体系和PG分级体系研究了多聚磷酸(PPA)与Terminal Blending胶粉复合沥青性能,优化了最佳的PPA与TB胶粉掺量范围,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂试验和四分点加载疲劳试验研究了PPA与TB胶粉复合改性沥青混合料的路用性能、抗疲劳性能和自愈合性能,并将其与4.5%SBS改性沥青混合料进行了对比。结果表明,TB胶粉改性沥青低温性能和抗疲劳性能优良,但其高温性能较差,将TB胶粉与PPA复配后可实现二者对沥青混合料高低温性能和抗疲劳性能改善效果的优势互补。在1.0%~1.5%PPA掺量和18%~24%TB胶粉掺量范围内TB与PPA复合改性沥青可替代4.5%SBS改性沥青,且PPA与TB胶粉复合改性沥青混合料具有更优的路用性能和抗疲劳性能。1.0%PPA+18%TB、1.25%PPA+22%TB、1.5%PPA+26%TB三种复合改性沥青混合料疲劳寿命比4.5%SBS改性沥青混合料高40%~110%,室温放置4个月后的自愈合性能为SBS改性沥青混合料的2.5倍,掺TB胶粉改性沥青显著提高了PPA改性沥青混合料的抗疲劳耐久性和自愈合性能。推荐PPA与TB胶粉复合改性沥青中,适宜的PPA掺量为1.0%~1.5%,TB胶粉合理掺量为20%~24%。