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。     

多聚磷酸—橡胶粉改性沥青及混合料性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青高低温性能的影响,利用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青及不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行试验。采用温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青低温抗裂性,并采用车辙试验和低温小梁弯曲试验研究沥青混合料的路用性能。结果表明：橡胶粉改性剂可以显著改善沥青高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青高温性能,且掺量越多,改性效果越明显,可以显著提升沥青混合料高温性能;多聚磷酸对橡胶改性沥青低温性能没有明显的影响,对沥青混合料低温性能会有一定程度的削弱。     

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%。     

基于高模量剂和Terminal blend橡胶沥青复合改性技术耐久性高RAP掺量热再生混合料性能研究

为突破高RAP掺量厂拌热再生混合料RAP掺配比例低、低温性能、水稳定性和耐久性差的技术瓶颈,以法国高模量沥青混合料性能评价体系为依托,基于Terminal blend橡胶沥青与高模量剂复配技术进行了Terminal blend与PR.S复合改性沥青性能试验、Terminal blend与PR.S复合改性50%RAP掺量热再生混合料EME2设计、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验,及MMLS1/3和四分点加载疲劳试验,研究了TB+高模量复合改性沥青用于高RAP掺量热再生混合料的可行性和耐久性。试验结果表明,12%TB+0.6PR.S、18%TB+0.6PR.S、22%TB+0.6PR.S 3种TB胶粉改性沥青与高模量剂复配方案下改性沥青的高低温性能均可达到甚至优于SBS改性沥青,工程实践中可优先采用18%TB+0.6PR.M复合改性方案掺配比例来改善沥青混合料的高低温性能。基于TB与高模量复配技术所生产的耐久性高RAP掺量热再生混合料具有沥青用量高、模量高、空隙率小、抗车辙性能和抗疲劳性能优良的技术特点;Terminal blend橡胶沥青与高模量剂复合改性高RAP掺量热再生混合料抗高温、重载条件下的剪切变形能力和剪切疲劳破坏强度均优于SBS热再生混合料,TB与高模量复配方案是改善高RAP掺量热再生混合料耐久性和极端气候条件下耐候性的有效途径。     

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。     

木质素与橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验分别研究了掺加木质素纤维前后橡胶粉改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,橡胶沥青混合料具有较好的高温稳定性,而水稳定性和低温抗裂性略有不足,通过木质素与橡胶粉复配可以提高橡胶沥青混合料的综合路用性能。最后结合工程的经济性和复合改性沥青混合料的综合路用性能,推荐了复合改性沥青混合料的最佳木质素掺量。     

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。     

SBR和RET复配改性沥青的流变性能分析研究

为了探讨SBR和RET复配改性沥青的性能优势,通过原材料的选取,试验首先制备了二者复配、单一及SBS改性沥青,并分析了其常规性能指标的变化。在此基础上,借助动态剪切流变仪(DSR)对比分析了不同应力水平下各改性沥青在高温区间的流变性能,以及采用弯曲梁流变仪(BBR)对比评价了不同温度条件下的低温流变性能。分析结果表明:SBR和RET复配改性沥青高低温性能突出,3%SBR和1.5%RET复配改性沥青具有与4%SBS改性沥青相当的高温性能,且低温性能显著高于4%SBS改性沥青,以及RET改性剂具有显著提升改性沥青热存储稳定性的作用;DSR试验表明:3%SBR和1.5%RET改性沥青在整个高温区间内具有最优的弹性恢复性能和抗残余永久变形能力,从而赋予了基质沥青优异的承受交通荷载的能力,且其具有最低的中低温感温性能;BBR试验表明:随RET掺量的提高,RET单一改性及SBR和RET复配改性沥青的低温性能均下降,即RET掺量的提高不利于沥青低温性能的发挥,但3%SBR和1%RET复配改性沥青的低温性能优于4%SBS改性沥青,且3%SBR和1.5%RET复配改性沥青具有最低的低温感温性能。     

抗车辙剂与橡胶粉复合改性沥青及混合料性能研究

为了研究抗车辙剂与橡胶粉复合改性沥青性能并对比分析不同橡胶粉和抗车辙剂掺量对复合改性沥青混凝土路用性能的改善程度,依托实体工程,选择4种橡胶粉掺量和4种KTL抗车辙剂掺量,通过对抗车辙剂与橡胶粉复合改性沥青及其混合料性能系统研究,评价了不同橡胶粉和抗车辙剂掺量下复合改性沥青针入度体系指标性能,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抗车辙剂和橡胶粉适宜的掺量比例,并铺筑了试验路。试验结果表明,掺加橡胶粉可显著改善沥青混凝土的低温抗裂性和抗疲劳耐久性,橡胶粉与抗车辙剂复合改性沥青混合料具有优良的高低温性能,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,橡胶粉与抗车辙剂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0.4%KTL抗车辙剂+20%橡胶粉。     

岩沥青橡胶粉复合改性沥青混合料性能分析

岩沥青具有优异的抗车辙性能,但抗裂性能不足,橡胶沥青具有较好的抗裂性能。本文通过岩沥青和橡胶粉对基质沥青的复合改性得到皆具高、低温性能的岩沥青橡胶粉复合改性沥青。通过不同掺配比例的岩沥青橡胶粉复合改性沥青混合料高温、低温和抗疲劳性能对比,确定岩沥青与橡胶粉的最佳配伍范围为1:1~1:3;通过与普通沥青、SBS改性沥青、岩沥青和橡胶沥青进行高温、低温、抗水损害和抗疲劳性能对比,表明岩沥青橡胶粉复合改性沥青综合路用性能俱佳。     

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。     

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。     

青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料性能研究

为了提高青川岩沥青和橡胶粉单一改性沥青的综合路用性能,并改善重载、湿热地区沥青路面病害突出的问题,通过对青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料性能的系统研究,基于不同青川岩沥青和橡胶粉掺量下复合改性沥青177℃黏度、软化点和PG分级试验结果,确定了适宜的橡胶粉和青川岩沥青掺量,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性。试验结果表明,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青中,橡胶粉的推荐掺量为15%~20%,青川岩沥青的推荐掺量为6%~10%;相比SBS改性沥青混合料,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和抗疲劳耐久性,推荐最佳的掺配比例为10%青川岩沥青+18%橡胶粉。经试验路验证,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命。     

硅藻土和废旧轮胎胶粉复合改性沥青及其混合料性能与应用

通过对硅藻土、硅藻土和微细废旧轮胎胶粉复合改性沥青及沥青混合料进行的沥青技术性能试验、沥青混合料的马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验、残留稳定度试验和冻融劈裂试验等一系列室内试验,发现采用硅藻土和微细废旧轮胎胶粉复合对国产沥青进行改性可使沥青及沥青混合料的高温性能得到明显的改善,且优于硅藻土改性沥青,将其应用于湖南省桃源县境内省道S306线沥青路面大修工程中,取得了高温稳定性好、低温抗裂性强、温度敏感性降低的良好效果.     

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%。     

辛烯聚合物橡胶反应剂(TOR)对湿法橡胶沥青混合料的性能及改性机理

为改善橡胶沥青施工难度大,对沥青混合料高温性能改善有限等问题,采用DSR、BBR、软化点、177℃黏度、储存稳定性试验研究了TOR和橡胶粉掺量对橡胶沥青性沥青针入度的体系指标和PG分级的影响,确定了适宜的TOR掺量,基于车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验系统评价了TOR橡胶沥青混合料的路用性能。试验结果表明,掺加TOR可以有效提高橡胶沥青的高温和低温性能,而且可以改善橡胶沥青的相容性,提高施工和易性;掺加TOR后橡胶沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力和抗疲劳性能均有较大提高。实体工程和试验段检测结果表明,掺加TOR可改善橡胶改性沥青混凝土的综合路用性能,延长了道路的使用寿命,推荐最佳橡胶粉掺量为20%~22%,TOR掺量为橡胶粉掺量的4%~5%。TOR对橡胶改性沥青的改性机理在于,TOR与橡胶粉改性沥青,TOR双键结构可以与橡胶粉发生交联反应和接枝反应,形成环状和链状聚合物组成的网状结构。     

多聚磷酸复配TB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(TB)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 3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%。     

橡胶对沥青及混合料性能影响研究

为提高沥青使用性能,采用橡胶粉对基质沥青改性,利用针入度、延度、针入度指数、弹性回复等指标研究橡胶改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性、温度敏感性以及弹性恢复等性能。在此基础上评价橡胶改性沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能以及抗疲劳性能。试验研究表明,在平衡各种路用性能下,最佳橡胶掺量为18%,橡胶粉的加入有效提高了沥青及沥青混合料的各种路用性能。     

硅藻土和废旧轮胎胶粉复合改性沥青及其混合料性能与应用

通过对硅藻土、硅藻土和微细废旧轮胎胶粉复合改性沥青及沥青混合料进行的沥青技术性能试验、沥青混合料的马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验、残留稳定度试验和冻融劈裂试验等一系列室内试验，发现采用硅藻土和微细废旧轮胎胶粉复合对国产沥青进行改性可使沥青及沥青混合料的高温性能得到明显的改善，且优于硅藻土改性沥青，将其应用于湖南省桃源县境内省道s306线沥青路面大修工程中，取得了高温稳定性好、低温抗裂性强、温度敏感性降低的良好效果。     

橡胶/多聚磷酸复合改性沥青高低温性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青的高低温性能的影响,采用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青、不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青的高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青的低温抗裂性。结果表明,橡胶粉改性剂可以显著改善沥青的高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青的高温性能,且掺量越多,改性效果越明显;多聚磷酸对橡胶改性沥青的低温性能没有明显的影响。