多聚磷酸/SBS复合改性沥青的抗老化性能

为了研究多聚磷酸改性沥青、SBS改性沥青以及多聚磷酸/SBS复合改性沥青老化后的流变性能,从而深入探讨改性沥青的老化机理,采用动态剪切流变仪测试老化前后沥青试样的复数剪切模量和相位角,分析老化对沥青抗剪强度以及黏弹性相对比例的影响;并对试样进行凝胶渗透色谱分子量分析。研究结果表明:老化对多聚磷酸改性沥青复数剪切模量和相位角的影响最显著,对SBS改性沥青的影响最小;老化后多聚磷酸改性沥青的复数模量远大于SBS改性沥青,而相位角却较SBS改性沥青小;老化使改性沥青中沥青相的分子量增大,SBS改性剂相的分子量减小。     

不同老化方式对SBS改性沥青的性能影响

本文通过对薄膜烘箱老化、PAV老化和紫外老化等不同老化方式下,SBS改性沥青老化前后的针入度、5℃延度、软化点、135℃动力粘度以及弹性恢复等性能变化影响规律进行试验研究。结果表明:老化后SBS改性沥青的5℃延度与135运动粘度变化幅度显著,老化作用对SBS改性沥青的高、低温性能影响显著; TFOT短期老化后,SBS改性沥青性能已发生大幅下降,在长期使用过程(紫外老化、PAV老化)中,随老化时间的延长,SBS改性沥青性能衰减幅度逐渐减小。     

不同老化条件对高黏度SBS改性沥青性能的影响

采用几种不同的老化方式,对高粘度SBS改性沥青进行老化后,利用荧光显微镜技术对老化前后的沥青试样进行对比分析。将图像用MATLAB和image-pro plus处理计算后得到一系列相关微观参数。短期老化后SBS的损失比例分别为77.7%(RTFOT)和69.8%(TFOT);长期老化后SBS的损失比例为84.7%(RTFOT+PAV)和85%(TFOT+PAV)。同时,对高粘度SBS改性沥青的宏观指标进行了对比研究,TFOT和RTFOT两种老化方式下高粘度SBS改性沥青的宏观性能会有较为明显的区别:RTFOT老化方式对于沥青的老化程度要高于TFOT,经过长期老化后这种差异仍然存在。     

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。     

SBS改性沥青老化后的流变特性

为了评价老化对SBS改性沥青流变特性,对基质沥青、SBS改性剂质量掺量分别为3%和6%的改性沥青进行旋转薄膜加热试验(RTFO)和不同时间(5h、16h、50h)的压力老化试验(PAV),对3种沥青的原样、不同老化状态的样品进行常规试验(针入度、延度、软化点)和不同温度条件下的动态剪切流变试验。试验结果表明:常规指标只能显著反映沥青前期阶段的老化性能,粘弹性指标能够反映各老化阶段沥青的性能,更适合评价沥青的老化特性;基质沥青老化表现出硬化的特性,PAV老化50h后的SBS改性沥青老化由于SBS改性剂的裂解和断裂,表现出软化的特性;SBS改性剂使得沥青储能模量随温度和老化程度的影响变小,改善了沥青的感温性能、耐老化性能;老化时间越长基质沥青高温性能越好,而SBS改性沥青在老化16h后高温性能降低。     

有机硅/SBS复合改性沥青技术性能研究

为了研究有机硅/SBS复合改性沥青技术性能，通过变化有机硅/SBS比例掺量，以AH-70沥青进行复合改性，采用针入度、软化点、延度、储存稳定性、RTFOT老化、光氧模拟老化及BBR试验，综合评定复合改性沥青高温、低温及抗老化性能。结果表明：开发的有机硅/SBS复合改性沥青在有机硅掺量为2.5%、SBS掺量为3.5%时，满足改性沥青技术指标要求；RTFOT及紫外光模拟老化后，270 min老化前后针入度比为85%、延度比为79.5%、软化点比为106%,分别较SBS改性沥青提高了29%、54.5%、32%,抗老化性能明显增强；在BBR试验加载240 min时，低温抗裂性能评价指标J(t)值为0.005 8,较SBS改性沥青提高了71%,提高了低温抗裂性。可见，研发的有机硅/SBS复合改性沥青较SBS改性沥青具有更优良的抗老化性能、储存稳定性及低温抗裂性能。     

湿度对沥青胶结料老化性能的影响研究

为研究湿度对沥青老化性能的影响,对经过湿度条件处理后的70#道路石油沥青和SBS改性沥青进行室内老化试验,分析不同湿度条件对沥青胶结料老化前后的复数模量和相位角、蠕变劲度S以及老化后的疲劳因子等指标的影响。结果表明:湿度对两种沥青胶结料均产生了一定程度的不利影响,相比之下,SBS改性沥青胶结料对湿度影响的反应较小,在高湿环境下推荐使用SBS改性沥青。     

不同再生方式的再生S BS改性沥青老化性能研究

采用新基质沥青、新改性沥青和再生剂再生老化 SBS 改性沥青,测定了不同方式再生后的 SBS 改性沥青 RTFOT老化前后的25℃针入度和老化后的残留延度,以及不同老化时间后的质量损失。通过对不同再生再生方式再生后的 SBS 改性沥青的残留针入度比、残留延度和质量损失率进行对比,分析再生 SBS 改性沥青的老化性能。研究结果表明,通过新改性沥青再生的 SBS 改性沥青的老化性能优于通过新基质沥青和再生剂再生的 SBS改性沥青。     

SBS复合改性沥青抗老化性能指标研究

为提高SBS改性沥青的抗老化性能,在SBS改性沥青中分别添加LDPE、HDPE和VPE共3种PE改性剂,在对复合改性沥青老化性能试验中发现通过TFOT和PAV老化后的复合改性沥青常规评价指标存在不足,故采用测力延度试验来分析复合改性沥青的抗老化性能,通过对不同沥青的最大拉力、断裂拉力、断裂延度、韧性特征阶段斜率(BC段)、韧性特征阶段拉力值与延度所围面积等分析,结果表明:5种不同沥青中SBS与LDPE复合改性沥青老化后的韧性最高,且采用韧性特征阶段拉力值与延度所围面积分析改性沥青的抗老化性能较合理。     

基于化学滴定对SBS改性沥青RTFOT老化机理探究

该文采用化学滴定方法对不同SBS含量的改性沥青RTFOT老化前后的改性剂表观含量的测定来研究SBS改性沥青老化规律。同时借助荧光显微镜观察的SBS微观分散情况进一步分析其老化机理。试验结果表明:未老化的SBS改性沥青中SBS含量与碘值成正比,且线性关系良好,可用于检测未知样品的SBS含量;通过对不同旋转薄膜烘箱加热(RTFOT)老化时间的样品进行分析发现,SBS中聚丁二烯段不饱和碳碳双键断裂,其裂解动力学基本符合一级方程;荧光显微观测结果也表明经长时间RTFOT老化后SBS裂解显著。     

有机化改性纳米碳酸钙对沥青抗老化性能的影响研究

采用硬脂酸对纳米碳酸钙(NCa)进行有机化改性,制备有机纳米碳酸钙(SNCa)改性沥青,分别采用薄膜老化试验(TFOT)和压力老化试验(PAV)模拟沥青的短期热老化和长期热老化。分别采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、沥青的三大指标和黏度试验、动态剪切流变仪(DSR)对老化前后的沥青的化学结构、物理性能和流变性能进行研究,探究纳米碳酸钙能否提高沥青的抗老化性能,以及有机化改性能否提高纳米碳酸钙的改性效果。结果表明:添加NCa和SNCa后,TFOT和PAV老化后,沥青的羰基和亚砜基指数降低;物理性能的衰减幅度以及复数模量增加减小;NCa和SNCa能够提高SK70基质沥青的抗老化性能,随着掺量的增大,沥青抗老化性能增强;相同掺量条件下,SNCa对基质沥青抗老化性能的改性效果显著优于NCa,表明硬脂酸有机改性后,NCa与沥青的配伍性增强,NCa能够以更大横纵比分布于沥青基体中,因此具有更好的改性效果。     

氧化石墨烯复配SBS改性沥青物理流变性能研究

近年来,随着纳米科技和材料科学的飞速发展,新兴的碳族纳米材料氧化石墨烯(GO)由于具备卓越的机械性能,已经被广泛应用于各种有机高分子和无机胶凝材料中以制备复合材料来增强基体,其无可比拟的结构特性和尺寸效应引起了道路研究人员的极大兴趣。氧化石墨烯在道路工程领域尤其是沥青路面中越发得到重视,然而目前大部分的研究只是局限于氧化石墨烯单一改性基质沥青,且改性效果并不显著。通过高速剪切的方式配制了氧化石墨烯复配SBS改性沥青(GO/SBS)。借助动态剪切流变仪(DSR)、多重应力蠕变恢复(MSCR)、弯曲梁流变仪(BBR)等技术手段研究了氧化石墨烯复配SBS改性沥青的动态流变行为。使用针入度、延度、软化点等基本指标对复配改性沥青的物理技术性能进行了评估。试验结果表明:氧化石墨烯的引入可以明显提升SBS改性沥青的高温稳定性和动态力学响应;适量的氧化石墨烯可以改善SBS改性沥青的低温开裂抗性,其中氧化石墨烯用量为0.6%时,氧化石墨烯复配SBS改性沥青的延度、软化点分别提高了26%和8.3%,针入度却略微有所降低;氧化石墨烯复配SBS改性沥青的高温抗车辙性能、低温抗开裂性能均较SBS单一改性沥青有所提升,这表明氧化石墨烯复配SBS改性沥青具有一定的应用前景。     

废旧电池粉末改性沥青的微观特性及其性能

为研究废旧电池粉末改性沥青的可行性，分别将不同掺量的废旧电池粉末加入70^#沥青中，以制备废旧电池粉末改性沥青，并对比基质沥青与SBS改性沥青进行性能评价。借助X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等研究废旧电池粉末改性沥青的化学组成与微观结构，分析废旧电池粉末改性机理；采用三大指标、布氏黏度试验对废旧电池粉末改性沥青的常规性能指标进行测试；通过动态剪切流变仪（DSR）、多重应力蠕变（MSCR）试验评价废旧电池粉末改性沥青的流变特性；利用车辙试验（70℃）与短期老化前后的浸水马歇尔试验分析废旧电池粉末改性沥青混合料的高温稳定性及老化前后的水稳定性。研究结果表明：废旧电池粉末以C为主要成分，并含有极少量金属氧化物，其颗粒表面有较多的褶皱与凹槽；废旧电池粉末改性沥青表面存在"蜂巢"结构，且随着掺量增加，其粗糙度呈上升趋势，沥青针入度逐渐降低，软化点提升，延度略微降低，黏度逐渐增加；相同温度下，随着掺量增加，废旧电池粉末改性沥青的动态剪切模量G^*明显提高且始终高于70^#沥青，但略低于SBS改性沥青；废旧电池粉末改性沥青混合料动稳定度与残留稳定度逐渐增大；废旧电池粉末改性沥青的方式属于物理共混，该成分可使沥青的高温性能得到改善，改善程度未及SBS改性沥青，但相差幅度不大；废旧电池粉末改性沥青表面粗糙程度较大，意味着其拥有较大的比表面积，能增强沥青与集料间的黏附能力，从而提高了沥青混合料的高温稳定性与水稳定性。     

基于BBR与FT-IR的沥青胶结料低温性能与抗老化能力分析

为了评价几类沥青胶结料的低温性能和抗老化能力,分别对3种具有代表性的沥青胶结料(基质90#沥青、SBS改性沥青和A型温拌沥青)进行了旋转薄膜烘箱老化(RTFO)和压力老化(PAV)试验。并对老化后的胶结料进行了低温弯曲梁流变仪试验(BBR)和傅里叶红外光谱试验(FT-IR)。试验结果表明:沥青的老化对低温性能有直接的影响,而且温度的降低使这种影响更加显著。BBR试验从不同角度分析验证了SBS改性沥青具有相对最优的低温性能,而温拌沥青则相对较差。长期老化沥青FT-IR试验结论与BBR试验规律具有一致性,证明了微观层面揭示的分子官能团的变化规律与宏观层面显现的低温性能具有良好的对应关系。     

高弹改性沥青的流变性响应

为研究高弹改性沥青胶结料性能,对其进行感温性能、高温性能、低温性能及疲劳性能试验,考察高弹改性沥青胶结料在不同条件下的流变响应特性.试验结果表明:高弹改性沥青较软,且温度敏感性较小,温度高于135℃后,高弹改性沥青呈牛顿流体性质,可以采用旋转粘度试验对其测试;老化前后,高弹改性沥青的软化点较SBS改性沥青分别高28.8％和26.4％,76℃和82℃下2种沥青胶结料的抗车辙因子相当,而高弹改性沥青的抗车辙因子随温度的变化率较为稳定;老化前后的高弹改性沥青低温延度分别为SBS改性沥青的2倍和1.4倍,其低温PG分级分别较SBS改性沥青低2个和1个等级,蠕变劲度较小,其低温流变性较好;高弹改性沥青胶结料的DSR疲劳性能指标约为SBS改性沥青的1/6,其应变较大,抗疲劳性能优良.     

SBS-石墨烯复合改性沥青流变性能研究

通过将SBS改性剂及石墨烯混合后掺入基质沥青中制备SBS-石墨烯复合改性沥青,测量其针入度、软化点和延度。同时使用动态剪切流变仪(DSR)对SBS-石墨烯复合改性沥青进行温度扫描试验。结果表明,石墨烯的加入有效改善了SBS改性沥青的高温性能,对SBS改性沥青产生了硬化效果,削弱了沥青的低温抗拉能力。随着温度的上升,石墨烯能有效减缓SBS改性沥青弹性成分的流失,提高其抗车辙能力。     

彩色沥青的制备与流变性能分析

利用芳烃油、石油树脂和聚合物改性剂制备彩色沥青,并通过DSR动态剪切流变仪对比分析了彩色沥青、基质沥青和SBS改性沥青的流变性能,重点研究试验温度和加载频率对复数剪切模量和相位角的影响,并利用时温等效原理建立了复数剪切模量和相位角主曲线。通过Black diagrams探讨了复数剪切模量与相位角相互关系。     

生物改性沥青老化过程中的流变性能研究

为探究基于动物排泄物的生物结合料对石油沥青老化过程中流变性能的影响,采用无氧环境下高温加压的热处理方法(380℃、10.3 MPa)从猪粪中提炼生物质重油,并制备生物沥青共混物,通过布氏旋转粘度(RV)试验、动态剪切流变(DSR)试验及弯曲梁流变(BBR)试验进行不同老化条件下的流变性能综合评价,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)技术,对比分析了生物改性前后沥青老化过程中的化学组分变化。结果表明:老化前后的生物改性沥青的粘度均低于其对应石油沥青;各老化条件下,生物改性后的沥青相位角δ和复数剪切模量G*均减小,表明生物重油可提高沥青结合料的弹性,而降低其刚性;生物结合料能有效提高沥青的抗温缩开裂性能;此外,掺入生物结合料后沥青的化学组分并无明显变化,但其抗老化性能有所增强。     

干湿循环作用下SBS改性沥青及其混合料老化行为分析

为探究干湿循环对SBS改性沥青老化行为的影响，对SBS改性沥青在干湿循环条件下进行8 d、16 d的老化处理，同时设置热氧老化与湿热老化条件作为对照，并对SBS改性沥青及沥青混合料性能进行测试。结果表明：水对SBS改性沥青的老化存在显著影响，且干湿循环环境会显著加快改性沥青的老化；沥青的老化和孔隙水的渗透压力导致沥青混合料的孔隙率增大；在试验过程中环境对SBS改性沥青老化的影响大小依次可分为干湿循环老化、湿热老化、热氧老化。     

再生SBS改性沥青的老化性能研究

为研究再生SBS改性沥青不同老化时间的老化程度和老化速率,以及与新SBS改性沥青的差异性,建立了再生SBS改性沥青和新SBS改性沥青的非线性微分老化方程,通过测定再生SBS改性沥青和新SBS改性沥青在不同TFOT老化时间后的粘度、针入度、软化点和延度指标,计算得到老化参数,根据老化方程和老化参数分析了再生SBS改性沥青的老化性能。研究结果表明,在老化初期,除延度外,再生SBS改性沥青的各项性能均比新SBS改性沥青衰减迅速,但在长时间老化后,2种沥青的各项性能趋于相同。