SBS掺量对改性沥青及沥青混合料性能的影响

在阿尔法沥青中按0.1%步长加入不同掺量SBS制备改性沥青,通过常规性能试验分析SBS掺量对改性沥青性能的影响;对SBS改性沥青混合料进行配合比设计,通过60℃车辙试验和低温弯曲试验分析SBS掺量对沥青混合料高低温性能的影响。结果表明,SBS掺量对改性沥青的感温性能、高低温性能等有很大影响,随着SBS掺量的增加,改性沥青的针入度下降,软化点、延度、弹性恢复均呈逐渐上升趋势;SBS对沥青混合料高温性能的提升效果非常显著,仅以0.1%的剂量增大,就可使沥青混合料的高温性能明显提高,低温性能呈抛物线变化且有明显峰值。     

聚氨酯改性沥青制备与性能评价

为优化聚氨酯改性沥青制备工艺,探讨掺量对改性沥青影响并对性能进行评价,测定不同制备参数及掺量的聚氨酯改性沥青软化点、车辙因子、延度、动力黏度及弹性恢复率指标,进行聚氨酯改性沥青混合料路用性能试验。结果表明:制备参数对改性沥青的影响排序为剪切时间、剪切温度、剪切速率,其中剪切时间对高低温性能影响突出;综合考虑优选制备参数为剪切时间60min,剪切温度170℃,剪切速率6 000r/min;聚氨酯掺量的增加可提高改性沥青性能,但掺量超过25%效果减缓,同时该掺量的聚氨酯改性OGFC混合料具有较高的渗水系数,且动稳定度、低温破坏应变及残留稳定度均能满足规范要求,具有较好的路用性能。     

木质素基聚氨酯改性沥青及混合料路用性能研究

为制备一种新型的改性沥青,以天然可再生的木质素部分替代常规石油基聚醚多元醇,在沥青基质中缓慢添加甲苯异氰酸酯(TDI)及其余试剂,剪切制备出5%～20%掺量的木质素基聚氨酯改性沥青,并结合沥青常规指标试验、动态剪切流变试验(DSR)、低温弯曲梁流变试验(BBR)对改性沥青的常规性能及高低温性能进行评价,并分析了相关沥青混合料的路用性能。结果表明:木质素基聚氨酯分散于基质沥青后,与沥青中的活性成分发生了物理化学反应,形成了性能稳定的空间网络状结构,可有效改善基质沥青的高低温性能;当采用木质素基聚氨酯(L-PU)改性沥青掺量20%时,沥青混合料的动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度、最大弯拉应变等指标得到显著改善,具有良好的路用性能。     

聚氨酯改性沥青混合料路用性能研究

为了增强沥青混合料的路用性能,采用聚氨酯预聚体改性剂,通过高速搅拌制备聚氨酯改性沥青。60℃下,通过荧光显微镜观察不同养护时间时聚氨酯改性剂在沥青中的分布形态。研究结果表明,随着养护时间的延长,体系中的聚氨酯改性剂逐渐交联固化形成三维网络状结构,游离的异氰酸酯基团能够与沥青体系中的活泼性氢组分及空气中水汽发生化学反应。简单的物理共混改性到化学改性的转变使改性沥青及其改性沥青混合料性能增强。采用AC-13型级配,通过配合比设计,确定聚氨酯改性沥青混合料最佳油石比为5. 8%;通过研究不同养护温度、不同养护时间对聚氨酯改性沥青混合料马歇尔稳定度的影响,综合马歇尔稳定度趋于峰值对应的养护时间,结合聚氨酯材料自身特性,确定以60℃,30 d为混合料的最佳养护条件。在最佳养护条件下,对聚氨酯改性沥青混合料的性能进行了全面的评价。试验表明,聚氨酯改性沥青混合料高低温性能同时提升,高温性能尤其突出,车辙动稳定度高达15 000次/mm,15℃静态模量达3 427 MPa,高温动态模量远高于常规改性沥青混合料,具有良好的技术研究和推广应用价值。     

直拌式SBS改性沥青及混合料路用性能研究

为评价直拌式SBS改性沥青及其混合料路用性能,通过相容性、高低温性能及温度敏感性试验,确定了直拌式SBS改性剂的最佳掺量。基于1/3比例尺路面加速加载试验机,对直拌式SBS改性沥青混合料的高温性能进行了试验研究,并与商用成品SBS改性沥青混合料进行了对比。结果表明:当直拌式SBS改性沥青的改性剂掺量为6%时,直拌式SBS改性沥青具备最优的高低温性能和良好的弹性变形能力。直拌式SBS改性沥青混合料车辙深度较商用成品SBS改性沥青混合料降低了18.2%,高温抗塑性流动变形能力增强,提高了路面的耐久性。     

蒙脱土/SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

为了分析蒙脱土对SBS改性沥青混合料路用性能的影响,采用蒙脱土对SBS改性沥青进行复合改性,并制备复合改性沥青混合料,开展了车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。首先研究了蒙脱土掺量对复合改性沥青混合料高低温性能和水稳定性的影响,并结合灰关联分析推荐了蒙脱土最佳掺量。然后以SBS改性沥青混合料作为对照,通过测试不同老化条件下路用性能,分析了复合改性沥青混合料的抗老化性能。研究结果表明:适当掺加蒙脱土可以提高复合改性沥青混合料的高温性能和水稳定性,但是掺量过大时高温性能提升幅度不大,水稳定性反而有所下降。掺加蒙脱土会对复合改性沥青混合料的低温性能产生不利影响。灰关联分析表明蒙脱土掺量对各项路用性能指标的影响程度大小依次为低温性能水稳定性高温性能,因此不宜为了提升高温性能而片面增大蒙脱土掺量。结合蒙脱土掺量与各项路用性能指标的关系,推荐蒙脱土掺量范围为2%～4%,并选取3%作为最佳掺量。最佳蒙脱土掺量条件下,复合改性沥青混合料的抗老化性能较之SBS改性沥青混合料得到显著提高,尤其是低温抗老化性能,虽然老化前复合改性沥青混合料的低温性能要差于SBS改性沥青混合料,但是经老化后前者的衰减幅度较小,其低温性能反而优于后者。     

硅藻土改性沥青混合料路用性能研究

为分析硅藻土改性沥青混合料的路用性能,针对硅藻土混合料进行了配合比设计,并对混合料进行了车辙试验、低温弯曲试验和浸水马歇尔、冻融劈裂试验,分析了不同硅藻土掺量时改性沥青混合料的高温、低温和水稳定性能。结果表明,适量的硅藻土可以明显改善混合料的高温抗车辙性、低温抗裂性和抗水损害性能,掺量过大会产生负面的影响,推荐最佳掺量为12%。     

聚氨酯改性沥青制备工艺参数及其老化性能研究

为提升沥青混合料的使用性能及耐久性，对基质沥青掺加聚氨酯进行改性，在对聚氨酯改性沥青制备工艺优化基础上，分析了聚氨酯掺量对改性沥青性能的影响，并对聚氨酯改性沥青的老化性能进行研究。结果表明：1)当制备温度为120℃、剪切速率为2 400 rmp、反应时间为1.0 h、存储时间为1.0 h时，聚氨酯改性沥青性能较优；2)随着聚氨酯掺量的增加，聚氨酯改性沥青的针入度呈先降后增趋势，而软化点和延度则呈先增后降趋势；3)相对于基质沥青，聚氨酯改性沥青老化后的3大指标变化幅度较小。该结果可为聚氨酯改性沥青及其混合料在路面工程中的应用提供参考。     

季冻区橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料工厂化生产工艺及性能研究

为了改善季冻区重载交通沥青路面病害突出的问题,通过对橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料性能的系统研究,确定了橡胶粉与SBS适宜的掺配比例,系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能,并将其与SBS改性沥青混合料进行了对比。试验研究结果表明:用于季冻区的橡胶粉与SBS复合改性沥青中,推荐的橡胶粉掺量为18%~22%,SBS适宜的掺量为2%~2.5%,掺加橡胶粉可减少SBS改性剂掺量,橡胶粉/SBS复合改性沥青可大幅改善沥青混合料的高低温性能,其抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料。试验段检测结果表明,橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料对于解决季冻区重载交通的车辙和开裂等路面问题病害具有较高的应用价值,采用橡胶粉与SBS复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命。     

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%。     

高黏改性沥青的开发与性能评价

为开发新型基于SBS的高性价比高黏改性沥青,通过针入度、软化点、延度及60℃动力黏度试验研究SBS、SBR、C9石油树脂、硫磺掺量对沥青性能的影响情况。研究发现:SBS在改善沥青高低温性能的同时,对沥青的黏度有所提升;SBR掺量增加降低沥青黏度,但其有助于提高沥青低温性能;增加C9石油树脂掺量可提高沥青黏度且对沥青高低温性能无明显影响;硫磺对沥青性能影响较小;最终推荐改性沥青配方为5%SBS+2%SBR+7%C9石油树脂+0.8%硫磺;通过渗水试验、车辙试验、低温弯曲试验及浸水马歇尔试验研究高黏改性沥青混合料的使用性能,证明使用开发的高黏改性沥青制备的混合料使用性能满足规范要求。     

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。     

季冻区橡胶粉/SBS复合改性沥青工厂化参数分析与性能评价

针对季冻区特点,提出采用针入度分级和PG分级评价橡胶粉/SBS复合改性沥青的性能,并给出性能评价指标和范围;在此基础上,通过试验分析了影响工厂化橡胶粉/SBS复合改性沥青性能的多个参数,依据性能指标要求提出改性沥青中橡胶粉细度、橡胶粉掺量、SBS掺量及掺加顺序、发育时间、发育温度的合理取值范围;通过理论及DSC试验分析表明橡胶粉/SBS复合改性沥青具有良好的热稳定性;最后通过低温冻断试验、汉堡车辙试验和UTM疲劳试验对橡胶粉改性沥青混合料以及橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能进行了验证。结果表明,橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料比橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青混合料具有更优的高低温及疲劳性能,适用于在季冻地区路面工程应用。     

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。     

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%。     

纳米改性沥青混合料路用性能研究

介绍了纳米改性沥青混合料的原材料及配合比设计,分析了纳米改性沥青的改性机理;以4%、5%、6%3种纳米SiO_2和CaCO_3复合材料掺量作对比,通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验综合评价了纳米改性沥青混合料的高、低温性能及水稳定性,结果表明,纳米沥青混合料的高温性能及水稳定性较好、低温性能一般,整体上纳米改性沥青混合料的路用性能较优,最佳纳米SiO_2和CaCO_3复合材料掺量为5%。     

SMA-13木质纤维改性沥青混合料路用性能研究

首先对SMA-13沥青混合料进行配合比设计,在相同骨架级配下确定不同纤维掺量沥青混合料的最佳油石比,对其高低温稳定性、抗水损害性能进行试验研究,并以某高速项目进行实体工程验证。结果表明木质纤维起到了加筋、粘结稳定作用,最佳掺量为3.5%,相对基质沥青混合料,其动稳定度提高39.36%;低温抗弯拉强度提高34.80%;马歇尔残留稳定度与TSR分别提高4.61%、9.66%;铺筑的实体路面工程具有良好的路用性能。     

高聚熟化胶粉与SBS复合改性沥青混合料在宣曲高速公路的应用研究

结合宣曲高速公路上面层工程,采用干拌工艺,开展新型高聚熟化橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料的试验研究。通过室内配合比和性能试验得出高聚熟化橡胶粉的适宜掺量,试验结果表明:干拌复合改性沥青混合料的水稳定性、高低温稳定性均有不同程度的提高,与SMA相当。现场施工和检测结果表明,该复合改性干拌橡胶沥青混合料路用性能检测均能满足规范要求,同时具有易施工、节能、环保等优点,可以用于改性沥青路面上面层。     

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。