基于TFOT试验的SBS改性剂掺量检测方法研究

为准确检测SBS改性剂的掺量,保证SBS改性沥青的性能,通过163、168、173、178、183℃的TFOT试验,研究改性剂掺量分别为1%、2%、3%、4%、5%的SBS改性沥青的针入度、软化点、5℃延度、135℃运动黏度、弹性恢复随老化温度的变化规律,得出不同改性剂掺量的SBS改性沥青的延度随老化温度变化规律一致,因此采用5℃延度-老化温度曲线检测SBS改性剂掺量。结果表明:利用5℃延度-老化温度曲线检测SBS改性剂掺量的方法是合理的。     

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。     

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。     

AR-SBS复合沥青的制备及性能试验研究

为了研究AR-SBS复合沥青及其混合料性能指标,首先对加工工艺进行分析,并将其老化前后性能指标与SBS改性沥青、AR改性沥青进行对比,然后对比3种改性沥青混合料路用性能,最后进行试验段验证。结果显示:相较SBS改性沥青,复合改性沥青5℃延度、软化点略有降低,较AR改性沥青黏度显著降低,135℃延度、180℃黏度分别降低48%、34%;复合改性沥青混合料高温稳定性分别较AR改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料增加1 807、1 699次/mm;3种沥青混合料水稳定性、疲劳寿命由大到小顺序均符合如下规律:SBS改性沥青混合料、AR-SBS复合改性沥青混合料、AR改性沥青混合料。结果表明:复合改性沥青具有更稳定的老化性能,且橡胶粉的掺入可有效改善SBS高温稳定性、对SBS改性沥青混合料水稳定性、疲劳寿命存在一定减弱,但较橡胶沥青混合料仍较优。     

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.     

改性沥青中SBS含量的灰色关联度分析

为分析性能指标随SBS含量的变化趋势及敏感性,避免由单个指标确定SBS含量所带来的偏差较大的问题,采用灰色关联度分析沥青针入度、软化点、5℃延度、弹性恢复、135℃运动黏度等性能指标与SBS含量的关联性,从而确定改性沥青的SBS含量控制关键指标,并综合关联度高的指标来确定SBS的含量。结果表明改性沥青性能与SBS含量有着相关性,SBS含量对沥青的135℃运动黏度、弹性恢复、软化点、延度、针入度均有影响,其中对135℃运动黏度影响最为显著,沥青的软化点、弹性恢复、135℃运动黏度等指标与SBS含量有着较高的关联度。建立了基于软化点、弹性恢复、135℃运动黏度等性能指标的改性沥青中SBS含量的确定方法,其误差小于4%。     

石墨烯对SBS改性沥青流变性能的影响研究

采用熔融共混法制备了石墨烯/SBS改性沥青(GSMB),研究了石墨烯对SBS改性沥青压力老化(PAV)前后动态剪切流变性能的影响，并利用红外光谱(FTIR)分析了GSMB老化前后化学结构的变化。结果表明：石墨烯提高了SBS改性沥青的复数剪切模量，降低了相位角，增强了SBS改性沥青的抗永久形变能力；相比SBS改性沥青，GSMB在PAV老化后的复数剪切模量老化指数明显降低；FTIR显示SBS改性沥青老化后的羰基指数变化率、亚砜基指数变化率和碳碳双键指数变化率均随石墨烯掺量增加而减小，表明石墨烯能够有效改善SBS改性沥青的耐老化性能。     

基于非线性方程的高粘沥青热氧老化性能研究

针对高粘沥青热氧老化研究的不足,利用TPS制备高粘改性沥青,采用旋转薄膜烘箱进行老化,测试不同老化时间下的5℃延度、软化点、针入度及135℃粘度,根据试验结果建立TPS高粘沥青热氧老化方程,并对其不同时刻的老化速率进行计算.研究结果表明:TPS高粘改性沥青老化性能可以采用非线性方程进行预测,并可以计算各老化时间下的老化速率;TPS高粘沥青的热氧老化存在最终老化量,老化速率最终为0;TPS的改性对于沥青降低热氧老化中软化点和135℃粘度最终衰减比例的能力有一定的提升作用;但对沥青5℃延度随老化时间的损失率有一定的加速作用.     

废橡胶粉/SBS复合改性沥青技术性能研究

通过低掺量的废旧橡胶粉和SBS复合改性制备复合改性沥青,研究复合改性沥青的基本技术指标和老化后的性能变化情况,并研究复合改性沥青混合料的高温性能、水稳定性和疲劳性能。研究结果表明:低掺量SBS和废旧胶粉复合改性,可以解决传统橡胶沥青延度不足、高温粘度过大等问题,可以提高改性沥青的抗老化能力;复合改性沥青混合料的高温稳定性提升明显,水稳定性和疲劳性能略差于SBS改性沥青,但都明显优于橡胶改性沥青。     

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。     

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。     

AW、BLE、炭黑改性沥青的老化性能研究

采用薄膜烘箱老化试验(TFOT)、PAV压力老化试验,对不同剂量的AW、BLE、炭黑改性沥青进行试验,利用残留针入度比、残留粘度比、软化点增量和残留延度等老化指标来分析沥青的老化程度,与常用的沥青抗老化剂SBR进行对比,研究表明0.8%AW、0.8%BLE改性沥青抗老化性能较优,炭黑改性沥青低温性能下降较大。     

基于正交试验的多聚磷酸复配SBS改性沥青性能分析

以基质沥青、改性剂、抽出油、稳定剂、多聚磷酸(PPA)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为原材料,在正交试验设计的基础上,采用高速剪切机制备了PPA复配SBS改性沥青。通过基本沥青技术指标试验,探讨了PPA、DBP对其基本性能的影响,并分析了PPA复配SBS改性沥青的最优配方。结果表明:(1)多聚磷酸对多聚磷酸复配SBS改性沥青影响最大,SBS对其影响次之,抽出油和邻苯二甲酸二丁酯均为次要因素。(2)DBP是影响老化后低温延度最显著的因素,而SBS对老化后的低温延度影响较小,DBP可以改善复配SBS改性沥青的抗老化性能。(3)选择3.5%的SBS,1%的PPA,1%的DBP,2%的抽出油最优PPA复配SBS改性沥青组合。     

光热耦合条件对SBS改性沥青性能的影响研究

研究了不同温度和紫外光照条件下的SBS改性沥青性能变化,分析了光热耦合条件对SBS改性沥青性能的影响。结果表明:热和紫外光照可以加速SBS改性沥青的老化,温度越高或紫外光强度越大,SBS改性沥青老化越严重。而且,热和紫外光对SBS改性沥青的老化具有耦合效应,但是,温度条件较低时,对SBS改性沥青老化的耦合效应较小,随着温度的升高,光热耦合效应对SBS改性沥青老化的影响增大;另外,随着紫外光强度的增大,对SBS改性沥青老化的影响越大。     

废轮胎胎面胶粉改性沥青性能研究

通过对沥青基本性能和动态剪切流变性能的测试,分析研究了一种50目废轮胎胎面胶粉改性沥青的工艺参数和性能指标。研究表明,这种胶粉具有较好的高低温性能和高温存储稳定性,常规性能指标高于一些项目标准,路用性能等级能达到PG76。随着胶粉掺量的增加,沥青的软化点、延度、老化延度、弹性恢复、粘度、DSR值都呈上升变化趋势,此种胶粉掺量16%左右为宜;添加少量SBS的胶粉/SBS复合改性沥青较胶粉改性沥青具有更好的低温性能和高温抗车辙性能,老化后5℃的延度有明显的提高,路用性能等级能达到PG82。     

TiO_2对髙粘沥青及PAC-13性能影响试验研究

利用TPS制备髙粘沥青,对不同TiO_2掺量下的髙粘沥青进行针入度、135℃粘度、5℃延度以及抗紫外老化性能进行试验研究,对不同TiO_2掺量下的PAC-13路用性能进行试验研究;研究结果表明:TiO_2对TPS髙粘沥青的针入度、135℃粘度,影响较小;但对5℃延度影响较大,当TiO_2掺量超过0.8%后,延度降速增快;TiO_2能够有效的减缓紫外线对TPS髙粘沥青的老化作用,对于延长TPS髙粘沥青优良的使用性能起到了一定的促进作用;TiO_2掺量对于PAC-13髙粘沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂残留强度比、低温抗弯拉强度、弯曲劲度模量影响不大,但随着TiO_2掺量的增大,混合料的动稳定度迅速减小。     

芳烃油对干法SBS改性剂路用性能影响研究

为了提高干法SBS改性剂在沥青混合料拌合过程中的溶胀效果,研究利用芳烃油对干法SBS改性剂进行改性,并进行了改性剂熔点和熔融指数的测试,利用荧光显微镜观察并分析了改性剂的微观溶胀效果,并对不同芳烃油含量下干法SBS改性沥青及沥青混合料的技术性能进行了测试。试验结果表明:芳烃油的掺入能够使得干法改性剂的熔点降低及熔融指数增大,提升了干法SBS改性剂在沥青中的溶胀效果,提高了改性沥青的135℃布氏粘度,提高了沥青混合料的高温性能。芳烃油的掺量为7. 3%时,干法SBS改性剂溶胀后拥有最粗的结构细度;芳烃油掺量为8. 1%时使得干法SBS改性沥青的5℃延度最大;芳烃油掺量为7. 8时,干法SBS改性沥青混合料拥有最佳的低温抗裂性能。     

热老化对OGFC沥青混合料路用性能的影响

采用SBS改性沥青和70#基质沥青拌制OGFC-13沥青混合料,并将松散混合料分别在135℃和165℃下热老化4h来模拟混合料短期老化。随后测试并对比老化前后不同混合料的排水性能、高温稳定性以及水稳定性,试验结果表明:老化前后的SBS改性沥青混合料路用性能均优于SK-70基质沥青混合料,且两类沥青混合料在老化后水稳定性有一定幅度的降低,而混合料的渗水系数和动稳定度有所提高。     

基于测力延度试验评价SBS改性沥青的老化特征

采用不同温度的室内薄膜烘箱试验对SBS改性沥青进行老化,对老化前后的改性沥青进行常规试验、动态剪切试验(DSR)、弯曲蠕变劲度试验(BBR)、测力延度试验(FDT)等,分析不同性质指标与老化温度之间的关系;同时,改变SBS掺量来探究SBS含量对沥青性质的影响并与老化作用进行对比;研究结果表明:常规指标、车辙因子、峰值力、拉伸柔量和屈服应变能等与老化作用和SBS含量之间有一定相关性,但无法区分二者作用机理的差异;BBR试验和韧性比指标可以有效区分老化温度和SBS含量对改性沥青性质的影响,且韧性比与m值之间具有很好的关联性,证明了利用测力延度试验评价SBS改性沥青老化特征的优越性。     

纳米CaCO3/SBS复合改性沥青性能与机理的研究

通过研究,将纳米CaCO3、5%的SBS以及基质沥青进行不同剂量的调配,并使用常规的试验方法对配制成的几种改性沥青测量其各项宏观性能指标。对比评价纳米CaCO3/SBS复合改性沥青的常规技术性能,确定纳米CaCO3的最佳含量,同时通过粘度和共混机理对纳米CaCO3/SBS改性沥青的微观结构与改性机理进行研究与探讨,得出结论:总体上纳米CaCO3/SBS改性沥青的一些性能,如温度敏感性、低温等与纳米CaCO3的剂量呈正相关关系。尤其是5℃延度表现的比较明显,最高达到了40cm以上。然而,纳米CaCO3/SBS改性沥青的软化点则伴着纳米CaCO3剂量的增加而有所下降,但变化甚微,因此认为其高温性能变化不大。综合考虑确定SBS和纳米CaCO3剂量均在5%的情况下,纳米CaCO3/SBS改性沥青的性能达到了很好的效果。