基于活化特性的橡胶沥青性能及其改性机理研究

为了改善和提高橡胶沥青性能,采用次氯酸钠活化橡胶粉的方法,并结合扫描显微电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、粘度及动态剪切流变仪(DSR)对活化橡胶沥青的微观及宏观性能进行研究。测试结果表明:次氯酸钠活化可使胶粉和沥青之间的接触面积相应增大,同时增加胶粉表面的活性成分,提高胶粉与基质沥青间的相容性;活化胶粉可显著降低橡胶沥青粘度,且胶粉掺量越大,降粘效果越明显,从而提高沥青路面施工和易性;活化橡胶沥青的车辙因子略大于普通橡胶沥青的车辙因子,说明次氯酸钠活化对于橡胶沥青高温性能有一定的改善作用;橡胶沥青活化前后的FTIR图谱没有明显的吸收峰变化,未产生新的官能团,说明次氯酸钠活化在橡胶沥青体系中仅起到增容的作用。     

胶粉微波活化时间对橡胶沥青分子量分布及性能影响规律

为探究胶粉微波活化时间对橡胶沥青微观分子量分布以及性能的影响,文章以经过不同微波活化时间处理后的胶粉所制得的橡胶改性沥青为研究对象,通过橡胶沥青过滤试验、凝胶色谱试验（GPC）以及动态剪切流变试验（DSR）测定橡胶沥青的大小分子量分布、复数剪切模量以及黏度,并基于此构建橡胶沥青微观分子量变化与宏观黏度指标、复数剪切模量以及橡胶沥青中的交互作用指标（IE）与填充作用指标（PE）的关联度方程。结果表明：微波活化时间对橡胶沥青的分子量排布及性能有显著影响;橡胶沥青中胶粉的填充作用（PE）对沥青性能的影响起主导作用;橡胶沥青中的大分子量（LMS）可较为准确地表征沥青的性能。     

柴油活化橡胶粉制备橡胶沥青路用性能研究

为提高橡胶粉对沥青的改性效果,减少橡胶粉对原状沥青组分的影响,采用助剂柴油活化处理橡胶粉,研究了柴油活化橡胶沥青的路用性能,并与普通橡胶沥青的相关性能进行对比。确定了橡胶粉与柴油的质量比为2∶1,基质沥青为黑龙江大庆AH-#90。结果表明:胶粉粒径、胶粉掺量对活化橡胶沥青性能的影响规律与普通橡胶沥青一样,柴油活化橡胶沥青的高温性能和弹性恢复性能不如普通橡胶沥青,低温性能和施工性能好于普通橡胶沥青。     

活化废胶粉改性沥青机理研究

针对微波辐射活化废胶粉改善沥青的作用机理展开了研究。采用微波辐射的方法对胶粉进行活化,实验室制备普通废胶粉改性沥青与活化废胶粉改性沥青。利用接触角分析、溶胀试验及X射线能谱分析(EDS)等方法研究了微波活化胶粉的机理;利用电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描热量仪(DSC)及动态热机械分析仪(DMA)分析了活化胶粉改善沥青性能的机理。结果表明:活化后废胶粉表面接触角、平衡溶胀率、表面羟基含量、含氧基团均增加,微波辐射有效地打断胶粉中的S-C和S-S键,胶粉从原本交联的网状结构转变为线形结构,使得胶粉表面活性大大加强;活化胶粉在沥青中的颗粒形貌更加蓬松,体积膨胀更加明显,与沥青结合更加稳定,活化胶粉改性沥青的结构更加均匀和致密;沥青组分及其损耗角正切发生变化,因而其性能更优越。     

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。     

双螺杆挤出胶粉改性沥青流变性能研究

为解决橡胶沥青黏度高、掺量低的问题，用双螺杆挤出法对胶粉进行脱硫，同时为了进一步解决螺杆高温挤出时胶粉力学性能损失大的问题，采用双螺杆分别在低温（低于170℃）120℃、160℃和高温200℃、240℃挤出胶粉，再分别以20%、30%、40%的胶粉掺量（质量分数）制备12组胶粉改性沥青。通过溶胶含量试验，测试胶粉的脱硫程度；采用布氏黏度试验、动态剪切流变试验（DSR）、多应力蠕变恢复试验（MSCR），研究挤出温度、胶粉掺量对胶粉改性沥青加工流动性能、流变性能的影响规律。结果表明：采用活化工艺结合双螺杆挤出工艺制备的胶粉溶胶含量有较大提高，160℃挤出温度下溶胶含量较120℃挤出温度下溶胶含量提高了2.13%；黏温曲线中，活化挤出胶粉改性沥青相比橡胶沥青黏度降低较为明显，说明活化挤出工艺能很好地改善橡胶沥青黏度高的问题；随着挤出温度的升高，胶粉改性沥青复数剪切模量逐渐降低，同时在低频区相位角不断增大，意味着弹性性能逐步减弱；挤出温度为120℃和160℃时，胶粉掺量的增加能改善沥青高温性能和弹性恢复性能，但温度升至200℃及240℃时，高温性能随掺量增加有所降低，240℃时弹性恢复性能也开始降低；12组样品中160℃挤出温度条件下，各掺量胶粉改性沥青流变性能较好，加工流动性能也相比橡胶沥青有较大改善。     

基于反应参数的橡胶沥青流变性能及机理研究

为探究生产工艺参数对橡胶沥青性能的影响以及界定橡胶沥青内部反应类型及程度，通过布什黏度、动态剪切流变试验、凝胶渗透色谱试验等评价指标，分别对不同温度、时间、搅拌速率下橡胶沥青的性能进行研究。结果表明：温度较低时，橡胶沥青内部反应主要以溶胀为主，黏度、复数模量和车辙因子随着反应时间和速率的增加逐渐增大；当温度较高时，橡胶沥青内部胶粉颗粒溶胀迅速，胶粉颗粒随着反应时间和速率的增加而分解和降解；温度是影响橡胶沥青性能的最主要因素；不同反应温度下，LMS和橡胶沥青宏观性能具有良好的相关性。     

植物油活化胶粉沥青流变及微观性能研究

为提高胶粉在沥青中的溶解度,改善橡胶沥青高黏问题,探讨植物油用于胶粉活化的可行性,采用流变学试验,对不同种类助剂活化胶粉沥青的力学性能变化规律进行了研究,并结合红外光谱、凝胶渗透色谱试验(GPC)探究橡胶沥青微观结构变化。结果表明:植物油的降黏效果更好,但其活化后橡胶沥青的弹性性能及抗变形能力相对较差,红外光谱中C=C键含量相对较少,解释了其力学性能较弱;反式烯烃CH的产生和芳环C=C、共轭烯烃含量的增加验证了胶粉的脱硫、降解反应;GPC测试显示植物油活化胶粉沥青,中、大分子含量较多,说明其脱硫降解反应更剧烈。     

助剂活化废胶粉改性沥青性能机理研究

采用助剂活化废胶粉,制备废胶粉复合改性沥青,对其活化机理展开了研究.利用溶胀试验、力学性能测试等方法研究了助剂活化废胶粉的机理;利用荧光显微分析、差热分析(DTA)等方法分析了活化废胶粉改善沥青性能的机理,并试图构建了解释活化机理的物理模型.结果表明:在富含油分和芳香分的助剂作用下,废胶粉被充分泡开,再加上高速剪切的作用,废胶粉分离出更多增溶剂,使其能与沥青更加稳定地相容,因而制备出的复合改性沥青性能更优越.     

抗裂型橡胶沥青物理力学性能试验研究

采用不同胶粉掺量、胶粉细度、拌和温度、拌和时间制备橡胶沥青，并测试橡胶沥青的针入度、软化点、延度、弹性恢复、粘度等指标，研究制备条件对橡胶沥青性能影响；同时，采用四组分法和红外光谱分析了橡胶沥青的微观结构。结果表明:橡胶沥青宜采用由货车轮胎磨细得到的20目胶粉，生产温度可为180℃~200℃，发育时间宜为60分钟，胶粉掺量应根据项目要求确定，但最低掺量不宜小于18%；根据对橡胶沥青微观结构分析结果，胶粉与基质沥青未发生复杂化学反应，橡胶沥青性能的提高主要源于胶粉与基质沥青混溶后的物理状态改变。     

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。     

废旧橡胶粉在道路工程中应用的历史和现状

本文介绍国际上橡胶粉用于筑路技术的发展历程和我国橡胶粉在筑路中应用的最新研究成果,通过总结国内外多年的成功应用经验,指出在筑路工程中应用橡胶粉不仅能改善沥青混合料的路用性能并有减噪作用,具有显著的环保效益和明显的经济社会效益,应提倡大力推广。     

橡胶粉改性沥青性能优化实验与作用机理分析

以橡胶粉的目数、掺量、沥青拌和时间和拌和温度作为4个评价因素,建立4因素3水平正交试验配比方案,采用各因素水平下的改性沥青的针入度、软化点、延伸度、弹性恢复以及布氏旋转黏度五个指标评价沥青性能,并分析了各因素在橡胶沥青中的作用机理。结果表明：40目橡胶粉在掺量为25%,拌和温度为195℃搅拌1 h得到的改性沥青的性能最好。通过橡胶粉物理膨胀与化学脱硫作用,在合理的橡胶粉目数、掺量、搅拌时间以及搅拌温度下,沥青的塑性和黏性得到提高,改善了沥青的温度敏感性和耐老化性能。     

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。     

橡胶粉改性沥青降噪机理及试验研究

从橡胶粉改性沥青对路面噪声的影响出发,利用电子显微照片对橡胶粉的微观结构进行了研究,从空隙吸声和阻尼减振方面对橡胶粉改性沥青的降噪机理进行了分析。利用正交试验法优选了橡胶粉改性沥青配方,进行了试验路段铺设;采用定点法和车载法进行了道路噪声效果对比测试,分别进行了两种方法不同频率下的噪声级对比分析,绘制了噪声峰值比较图和噪声总量比较图。数据统计结果表明,橡胶粉改性沥青与SBS改性沥青路面相比有明显的降噪效果,为降低道路交通噪声提供了一条新思路。     

沥青改性性能与废旧胶粉的研究

从常规技术指标分析,硫化橡胶粉对沥青的高温性能、低温性能均有改善作用。要达到较好的改性效果需要足够数量的橡胶粉,一般15%～20%。使用橡胶粉不仅能够降低道路建设成本,也能有利于环境保护。但是胶粉的改性效果与SBS相比还有差距。