基于半圆弯拉试验的多聚磷酸改性沥青混合料低温性能改善研究

基于改善多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料低温抗裂性能,室内采用半圆弯拉试验(SCB试验)探讨复合改性沥青或混合料中添加纤维方式的改善效果;并针对纤维改善方案,分析了纤维类型和纤维掺量对PPA改性沥青混合料低温性能的影响及显著性。结果表明:PPA改性沥青混合料中使用复合改性沥青或添加纤维均可改善其低温抗裂性能,相应方案的改善效果优劣依次为PPA/SBR复合改性沥青、PPA/SBS复合改性沥青和PPA/玄武岩纤维,但对于采用Shell-70沥青制备的PPA改性沥青混合料而言,PPA/SBS复合改性沥青和玄武岩纤维两种方案对应的改善效果差异不大;纤维改善PPA改性沥青混合料低温性能的效果与纤维类型和纤维掺量密切相关,其中纤维掺量的影响相对较大;玄武岩纤维、聚酯纤维和木质素纤维以复合方式添加,基本能够达到与玄武岩纤维相同的改善效果。使用复合纤维达到了改善低温性能和降低成本的双重目的,从而为改善PPA改性沥青混合料的低温性能提供一种新的尝试。     

多聚磷酸复合SBS改性沥青耐老化性能研究

为了研究老化对多聚磷酸(PPA)复配SBS改性沥青流变性能的影响,选择1.2%PPA+3.0%SBS复配改性沥青作为研究对象,并以4.0%SBS和1.5%PPA单一改性沥青作对比,采用旋转薄膜加热试验(RTFOT)和压力老化容器加速沥青老化试验(PAV)模拟沥青的短期老化和长期老化,采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)研究不同改性沥青老化前后的高低温性能。结果表明:老化可以使多聚磷酸复配SBS改性沥青的高温性能提高,但是对其低温性能具有不利影响;多聚磷酸复配SBS改性沥青可以改善单一PPA或SBS改性沥青的高温抗老化能力,但是其低温抗老化能力却低于单一PPA或SBS改性沥青,因此推荐在高温地区采用多聚磷酸复配SBS改性沥青,但是在寒区尽量避免采用复配改性沥青,可以采用单一PPA或SBS改性沥青。     

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%。     

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%。     

多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料的路用性能研究

采用室内试验方法研究了基质沥青、SBS改性沥青及多聚磷酸(PPA)与SBS复合改性沥青的性能并对其沥青混合料进行了高温稳定性、低温性能及抗水损害性能的研究。结果表明:多聚磷酸的加入可以有效地提高SBS改性沥青的稳定性,且多聚磷酸与SBS复合改性沥青较SBS改性沥青在高温稳定性方面更具有优势,水稳定性二者相当,但由于PPA的加入促进了沥青胶质向沥青质的转化,导致低温性能略有下降。     

SBS与PPA复合改性沥青胶结料性能研究

为提高SBS改性沥青的性能,降低其造价,对SBS/PPA复合改性沥青的性能进行研究。结果表明,与基质沥青和SBS改性沥青相比,SBS/PPA复合改性沥青的粘度增大,具有更好的高温稳定性及失效温度,其短期老化性能较差而长期老化性能较好;SBS/PPA复合改性沥青中添加稳定剂DBP后形成稳定的SBS空间网络结构,改性沥青的储存稳定性得到显著改善;PPA价格较低,SBS/PPA复合改性沥青的经济性比SBS改性沥青好。     

季节性冰冻区PPA/SBS复合改性沥青工厂化参数与性能评价

通过对多聚磷酸与SBS复合改性沥青及其混合料性能的系统研究,分析了影响PPA与SBS复合改性沥青性能的多个工厂化生产参数,针对季节性冰冻区的特殊要求,提出了PPA掺加顺序、剪切速率、发育温度、发育时间的合理取值范围,评价了PPA与SBS复合改性沥青的针入度分级和PG分级;采用室内加速加载模拟试验、低温冻断试验、低温小梁弯曲试验和四分点加载疲劳试验对PPA与SBS复合改性沥青混合料的路用性能进行了验证,并将其与4.5%SBS改性沥青混合料进行了对比,进而推荐了适宜的PPA与SBS掺配比例。结果表明,PPA与SBS复合改性沥青混合料比4.5%SBS改性沥青混合料具有更优的高温稳定性及抗疲劳耐久性,适用于在季节性冰冻地区推广应用。     

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%。     

多聚磷酸与橡胶粉复合改性沥青性能研究

该文使用多聚磷酸(PPA)、橡胶粉(CR)和基质沥青制备PPA橡胶粉复合改性沥青,为研究PPA橡胶粉复合改性沥青的性能进行了常规性能试验、动态剪切流变试验(DSR)、旋转薄膜加热试验(RTFOT)和存储性试验,对不同掺量及老化前后的沥青性能进行分析。结果表明:PPA和橡胶粉都能够提高沥青的高温性能,橡胶粉对沥青的低温性能有一定改善作用;橡胶粉掺量越高,抗老化性能越差,而PPA能够提高沥青的抗老性能;改性沥青的存储稳定性随着橡胶粉掺量的增加而降低,PPA对沥青的存储稳定性几乎没有影响。     

多聚磷酸与SBS复合改性沥青性能研究

采用多聚磷酸(PPA)和SBS改性剂对基质沥青进行复合改性,通过流变性能试验、老化试验和存储性试验对PPASBS复合改性沥青的性能进行研究,结果表明,添加PPA和SBS改性剂能改善沥青的高温性能,在PPASBS复合改性沥青的抗老化性能和存储稳定性试验中,SBS掺量越多,沥青抗老化性能越好,存储稳定性越差,PPA改性剂能够提高沥青的抗老化性能,对存储稳定性影响不大。     

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。     

玄武岩纤维/橡胶复合改性沥青胶浆路用性能研究

采用20%废旧轮胎橡胶粉(CRM)和0.3%玄武岩纤维(BF)分别制备了CRM改性沥青胶浆、玄武岩/橡胶复合改性沥青胶浆;采用动态剪切流变仪和低温弯曲流变仪研究了胶浆的高温性能、低温性能及黏度,并分析了改性机理。结果表明:在相同试验温度下,玄武岩/橡胶复合改性沥青的车辙因子G~*/sinδ均高于基质沥青和CRM改性沥青,复合改性沥青的失效温度比基质沥青高约23℃,比CRM改性沥青高12℃;复合改性沥青弯曲蠕变劲度S较小,m值较大,低温性能高于基质沥青和橡胶改性沥青1个等级;同时,复合改性沥青胶浆的动态黏度是其他3种沥青的数倍,玄武岩纤维对胶浆黏度影响不大。     

多聚磷酸以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

采用加速加载试验、三分小梁弯曲试验、冻融劈裂试验、APA疲劳试验分别研究了多聚磷酸（PPA）以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能,结果表明PPA的加入可以改善沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能,随着PPA掺量的沥青增加混合料的低温抗裂性和水稳定性变差。SBS的加入可以改善PPA改性沥青混合料的路用性能,在3%SBS＋1%PPA掺量下复合改性沥青的路用性能可达到5%SBS掺量的SBS改性沥青路用性能。     

PPA&SBS复合改性沥青高温性能试验研究

为了研究不同掺量PPA和SBS复合改性沥青结合料高温性能,进行沥青三大指标试验以及动态剪切流变试验(DSR),并将复合改性沥青性能与SBS改性沥青进行对比。实验结果表明:不同掺量的PPASBS复合改性沥青高温性能均随温度升高而下降,且在温度大于52℃以后不同沥青高温性能相差不大,同种沥青高温性能降低趋于平缓;SBS2.0%+PPA0.5%和SBS3.0%+PPA1.0%两种复合改性沥青中,综合考虑路用性能及性价比后,高温性能最接近于SBS4.0%单独改性沥青的是SBS2.0%+PPA0.5%复合改性沥青,可在满足技术要求的前提下作为SBS4.0%单独改性沥青的替代。     

多聚磷酸与SBS复合改性沥青改性工艺研究

研究了多聚磷酸（PPA）掺量、发育温度、发育时间、PPA添加顺序对多聚磷酸与SBS聚合物复合改性沥青改性性能和储存稳定性的影响。根据本文的研究结果,推荐PPA与SBS复合改性沥青的最佳PPA掺量为0．5％-1．0％,最佳发育温度为170℃。在生产PPA与SBS复合改性沥青时,首先应加入SBS改性剂,待SBS溶胀后再加入PPA,如此复合改性沥青可获得较好的使用性能和储存稳定性。     

高黏复合改性橡胶沥青技术性能研究

采用弯曲梁蠕变试验、线性振幅扫描试验分析高黏复合改性橡胶沥青的流变性能,并对其与SBS、高黏沥青进行了黏度试验和储存稳定性试验分析,研究了3种沥青的抗紫外线老化性能,最后采用显微镜分析了3种沥青的微观结构。结果表明:相较于SBS改性沥青和高黏沥青,高黏复合改性橡胶沥青的弹性恢复性能、低温抗开裂性能、疲劳性能和抗紫外线老化性能更优;高黏复合改性橡胶沥青具有高温黏度小、低温黏度大的特点,比高黏沥青更易于施工;另外,高黏复合改性沥青的储存稳定性显著提高,可实现橡胶沥青的工厂化生产。     

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。     

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。     

基于改进响应曲面法的化学反应性复合改性沥青最优配方研究

为提高沥青综合性能,采用响应曲面法与灰色关联度相结合的改进响应曲面方法研制了一种新型化学反应性复合改性沥青。在单因素试验的基础上,采用中心复合设计方法(CCD),以软化点、10℃延度、针入度指数和60℃动力黏度作为沥青综合性能考察指标进行试验分析,通过灰色关联度分析方法确定沥青综合性能总评分,进而建立沥青总评分的响应曲面二次方程,确定了化学反应性复合改性沥青各改性剂最优掺量为:SEBS-GMA5.5%,PPA0.65%, DOM1.6%,并进行了性能验证。结果表明,采用改进响应曲面法研制的化学反应性复合改性沥青具有优良的综合性能。     

TS高黏度改性沥青的制备和OGFC混合料的路用性能

为了制备高黏度改性沥青,以70号A级石油沥青、TLA、SBS、芳烃油和稳定剂为原材料制备了TS (TLA+SBS)复合改性沥青,采用正交试验设计方法对TS复合改性沥青进行正交试验设计,研究了TLA掺量、SBS掺量和芳烃油掺量对TS复合改性沥青黏度、针入度、延度、软化点、黏韧性和韧性的影响规律,确定了TS高黏度改性沥青的最佳掺配比例。对TS高黏度改性沥青、6%SBS改性沥青和国产高黏度改性沥青进行了技术性能对比研究,并评价了3种高黏度改性沥青OGFC-13混合料的路用性能。结果表明:当TLA掺量为25%,SBS掺量为5%,芳烃油掺量为4%时,TS高黏度改性沥青的综合性能最佳;与6%SBS改性沥青和国产高黏度改性沥青相比,TS高黏度改性沥青具有更好的抗老化性、施工和易性和热储存稳定性; TS高黏度改性沥青的高温抗车辙性能远高于6%SBS改性沥青,但略低于国产高黏度改性沥青;与6%SBS改性沥青OGFC-13混合料和国产高黏度改性沥青OGFC-13混合料相比,TS高黏度改性沥青OGFC-13混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和排水性,但在低温抗裂性方面略微不足,可应用于我国南方湿热地区的沥青路面工程中。