SBS改性沥青老化性能影响研究

文中选用2种基质沥青(70号、90号)分别制备得到SBS-70、SBS-90 2种SBS改性沥青,经过短期老化(RTFOT)、长期老化(PAV)试验,结合荧光显微、三大指标、温度扫描试验,研究SBS改性沥青老化性能影响。荧光显微试验结果表明,SBS改性剂与90号基质沥青具有更好的相容性,短期老化后SBS-90中的SBS氧化降解程度高于SBS-70。三大指标试验结果表明,2种改性沥青针入度和延度随老化程度增大而降低,2种改性沥青软化点随沥青老化程度增加而下降。温度扫描试验结果表明,2种SBS改性沥青复数模量在低温时随老化程度增大而升高,在高温时随老化程度增大而降低。相位角在短期老化后随温度升高出现先下降后上升趋势;在长期老化后,相位角随温度升高而上升。结合荧光显微、CMI、PAI结果表明,SBS-70抗老化性能优于SBS-90,SBS-90在老化时沥青相及SBS相氧化降解都更严重。在实际道路工程中更推荐采用E70作为基质沥青进行SBS改性沥青的制备。     

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。     

短期老化对聚合物改性沥青流变性能的影响

针对内蒙古地区改性沥青应用特点,为研究短期老化作用对两种聚合物改性沥青:橡胶粉改性沥青(CR)、SBS改性沥青流变性的影响,利用动态剪切流变仪(DSR)分别对两种沥青原样及经旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)后的沥青试样进行动态剪切试验和重复蠕变恢复试验,通过对流变参数复合模量G*、相位角δ、以及动力粘度η的分析,研究了两种聚合物改性沥青的流变学特性;并利用扫描电子显微镜对各沥青试样的微观结构形态进行观察,从微观角度揭示了不同沥青性能存在差异的原因。结果表明:短期老化作用使沥青变得硬脆,且可以提高改性沥青的高温抗变形能力和变形恢复能力;短期老化作用对SBS改性沥青的影响较对CR改性沥青大;短期老化使沥青的抵抗流体流动的能力增强。     

SBS改性沥青软化点试验特性

软化点是评价改性沥青高温性能的重要指标,为了研究SBS改性沥青软化点特性及其影响因素,采用软化点试验方法,对经过高温储存和常温储存以及短期老化和长期老化后SBS改性沥青的软化点进行了测试。结果表明：改性沥青的软化点表现出复杂的变化规律,其变化与改性沥青的配伍性有关;基质沥青对改性剂的溶胀以及改性剂对沥青的吸附是改性沥青初期性能和储存稳定性的关键,而改性剂在存储和老化条件下的变化是软化点发生变化的根源。     

原材料对SBS改性沥青短期老化特性的影响分析

为了分析原材料对改性沥青短期老化特性的影响,对5种基质沥青、5种改性剂和5个不同的改性剂掺量进行五水平三因素正交试验设计。使用改性沥青老化后与老化前的复数模量比K1与相位角比K2表征改性沥青的老化特性。研究结果表明：经过短期老化的改性沥青复数模量增长1．5倍以上,基质沥青类型对复数模量比值影响显著;沥青老化前后相位角比值在0．913～1．136之间,改性剂掺量是影响相位角变化的主要因素,表现为随改性剂掺量的增加相位角比值增大。     

聚合物改性沥青老化后的流变特性研究

利用沥青常规试验和动态力学试验测量了3种基质沥青与15种聚合物改性沥青老化后流变性能的变化,表明常规试验能够描述基质沥青老化对流变特性的影响,但对聚合物改性沥青的评价却显得力不从心。动态剪切流变试验结果显示,聚合物改性沥青老化后流变性能与基质沥青相比有着不同的响应：EVA改性的沥青老化后的流变性向基质沥青转化;而SBS改性沥青的变化与共聚物分子结构的分解有关,使SBS由高分子共聚物降解成为低分子结构。     

老化对 PE改性沥青混合料高温性能的影响

以 AH-70沥青为基质沥青,选用 PE 为改性剂制备改性沥青混合料,考察了老化对 PE 改性沥青混合料高温性能的影响,并采用了车辙试验、静态蠕变试验和动态蠕变试验,分析了老化对 PE 改性沥青混合料动稳定度、劲度模量、永久变形量及流变次数的影响。试验结果表明,PE 改性沥青混合料在老化后,其高温稳定性得到了提高,车辙试验反映沥青混合料的变形主要集中在短期老化阶段。老化后的沥青混合料劲度模量增大,其永久变形量降低、流变次数增大。     

高粘改性沥青紫外冷凝老化试验研究

为分析HVA高粘改性沥青抗紫外老化性能,对不同HVA掺量下的70#基质沥青和SBS沥青进行了不同历时的紫外冷凝老化试验。分析了70#基质沥青和SBS改性沥青两种材料经过高粘改性后的基本指标。研究结果表明:掺加HVA高粘剂能够显著提升沥青材料的基础性能。当HVA掺量8%以上时,两种沥青的抗紫外冷凝老化性能达到最好并趋于稳定;掺加HVA高粘剂的70#基质沥青优于掺加HVA高粘剂的SBS沥青,其中未掺加任何改性剂的70#基质沥青性能最差;从抗紫外老化性能变化来看,SBS沥青适宜的HVA掺量为8%,而70#基质沥青适宜的HVA掺量为8%～14%之间。     

湿度对SBS改性沥青老化的影响

为了探究湿度对SBS改性沥青路面在长期使用过程中的影响,该文在不同湿度条件下对3种沥青试样进行了长期老化模拟试验,并分析了老化后沥青的软化点、黏度、车辙因子以及相位角的变化规律。研究结果表明:水分加速了基质沥青的老化,且空气中湿度越大,基质沥青老化程度越深;SBS改性沥青的老化指数随着湿度的增加先增大后减小,当空气中水分分压小于25kPa时,基质沥青组分的老化是SBS改性沥青老化的主要贡献来源;SBS改性沥青的红外光谱分析结果表明,水分致使沥青中羰基和亚砜基含量增加,并促进了SBS中丁二烯段C=C双键的断裂。     

紫外光辐照下的纳米氧化锌改性沥青相态分析

为了研究不同粒径和不同掺量的纳米氧化锌改性材料对沥青性能的影响,选用粒径为20 nm、30 nm、50 nm,掺量为1%、3%、5%的纳米氧化锌颗粒分别制备纳米氧化锌改性沥青,借助动态剪切流变仪对70号基质沥青与纳米氧化锌改性沥青分别进行应变扫描、温度扫描、频率扫描等动态剪切流变试验,主要从复合剪切模量、相位角、车辙因子等评价指标研究不同粒径及不同掺量下纳米氧化锌改性沥青的黏弹特性,并且借助Han曲线、Black曲线对纳米氧化锌改性沥青的相态结构进行了分析;最后研究了纳米氧化锌改性沥青的抗紫外光老化性能。结果表明：加入适当的纳米氧化锌材料可以使沥青与之很好地融合,形成稳定的空间网状结构;纳米氧化锌可以有效地提升基质沥青的抗紫外光老化性能,且掺量越大,老化前后的复合剪切模量与相位角的变化幅度越小;推荐纳米氧化锌最佳掺量为3%,最佳粒径为30 nm。     

紫外线吸收抗老化剂在沥青混合料中的应用

以纳米TiO2粉体作为紫外线吸收抗老化剂,研究TiO2对沥青及沥青混合料性能的改善。采用旋转薄膜加热试验模拟沥青短期热老化性能,用自行研发的紫外线老化环境箱,加速模拟沥青在自然环境下受紫外线照射老化的过程,对比分析了老化前后沥青及沥青混合料的性能。结果表明：老化后改性沥青的针人度、软化点和低温延度比基质沥青有较大的提高;浸水马歇尔试验得出改性沥青混合料的残留稳定度比基质沥青混合料提高了8％;紫外线老化后改性沥青混合料的稳定度比基质沥青提高了32％,马歇尔模数提高了31％,所以说明纳米TiO2对紫外线具有强吸收作用,能够有效地增强沥青抗紫外线光老化的能力。     

膨润土-LDHs复合改性沥青老化性能研究

将不同掺量比的膨润土、LDHs加入到基质沥青中进行熔融共混,制备了膨润土-LDHs复合改性沥青。研究了膨润土和LDHs掺量比对沥青物理性能、短期热氧老化和紫外老化性能的影响。结果表明,膨润土-LDHs的添加提高了沥青的高温性能,膨润土和LDHs分别在抑制沥青在短期热氧老化和紫外老化过程中表现出显著的作用,当膨润土和LDHs的掺比为1∶1时,膨润土-LDHs复合改性剂可使得沥青同时具备优良的耐短期热氧老化和紫外老化性能。     

老化对新型聚合物改性沥青流变性能的影响

为了深入了解老化前后克裂王改性沥青在不同温度下流变性能的变化,采用DSR实测的方法,在不同温度下对老化前后的克裂王改性沥青流变性能变化进行系统的研究。试验结果表明:在25~41℃条件下,随着温度的升高,老化前后克裂王沥青的抗疲劳开裂性能越来越好,长期老化克裂王改性沥青的温度敏感性要强于短期老化和原样克裂王改性沥青,相同温度下克裂王沥青的抗疲劳开裂性能优于70#基质沥青。在45~85℃条件下,随着温度的升高,老化前后克裂王沥青的抗车辙性能越来越差,原样克裂王沥青的温度敏感性要强于短期老化克裂王沥青,相同温度下克裂王沥青的抗车辙性能与70#基质沥青基本一致。在135~175℃条件下,相同温度,短期老化克裂王沥青的抗剪切性能要优于原样克裂王沥青;随着温度的升高,短期老化克裂王沥青和原样克裂王沥青的抗剪切能力都呈下降的趋势。     

岩沥青改性沥青混合料的抗老化性能

为了研究岩沥青在长期路面负载的作用下的老化现象,采用熔融共混的方法制备不同岩沥青掺量的岩沥青改性沥青,并进行AC-13沥青混合料配合比设计。对沥青混合料进行短期热氧老化和紫外老化试验,对老化前后沥青混合料的单轴压缩弹性模量进行测试。结果表明:热氧老化和紫外老化后,岩沥青改性沥青混合料的抗压强度和单轴压缩弹性模量的增长幅度均小于基质沥青混合料;岩沥青能够提高沥青混合料的抗热氧老化和抗紫外老化性能,且随着岩沥青掺量的增大,提高效果进一步增大。     

层状双氢氧化物改性沥青及其混合料的疲劳特性研究

该文研究了层状双氢氧化物(LDHs)对沥青混合料疲劳特性的影响和几种LDHs质量比改性沥青的不同老化水平(薄膜烘箱老化试验和紫外老化)下的性能。薄膜烘箱老化(TFOT)和紫外老化(UV)分别用于模拟沥青短期现场热氧老化和长期现场紫外光老化。通过动态剪切流变(DSR)和间接拉伸疲劳试验分别评估了LDHs对其改性沥青及其混合料疲劳特性的影响。结果表明:采用LDHs能够改变应力控制模式下沥青的疲劳特性。改性沥青混合料与基质沥青制备的沥青混合料相比具有更佳的疲劳性能。采用LDHs作为沥青改性剂能够提高沥青路面的服务寿命。     

老化后橡胶沥青混合料高温性能研究

通过橡胶沥青混合料、复合橡胶沥青混合料和SBS改性沥青混合料对比试验,研究了3种混合料的老化性能以及老化后高温性能。结果表明:橡胶沥青混合料的老化性能和老化后的高温性能优于复合橡胶沥青混合料和SBS改性沥青混合料。该研究结论可以解释实体工程中橡胶沥青混合料路面在长期使用过程中高温性能并不比SBS改性沥青混合料路面差的工程现象。     

热氧老化对沥青与集料界面黏附性的影响

为了探索热氧老化对沥青与集料界面黏附性的影响程度，分别对常用的基质沥青、SBS改性沥青、橡胶粉改性沥青进行短期老化和压力老化试验，通过红外光谱分析不同沥青老化过程中化学结构的变化，以光电比色法和拉拔试验探究不同老化状态下沥青与不同岩性集料界面黏附性的演变趋势。试验结果表明：老化导致了沥青中不饱和化学键断裂和极性含氧官能团生成，提升了沥青中极性组分与水分子的缔合能力；热氧老化导致沥青与集料之间的黏附性下降，对改性沥青影响更为明显；经长期老化后，沥青与集料之间的黏附性大幅降低，对石灰岩集料与沥青的黏附性影响较敏感。     

复合再生剂对老化SBS改性沥青性能和结构的影响研究

将复合再生剂和普通沥青再生剂分别用于老化SBS改性沥青的再生,通过再生沥青的物理性能、化学组成分析和红外光谱测试研究了两种再生剂对老化SBS改性沥青性能和结构组成的影响。物理性能测试结果表明:复合再生剂对老化SBS改性沥青物理性能的恢复作用优于普通再生剂,当复合再生剂的掺量达到老化沥青质量的8%时,再生SBS改性沥青的性能基本接近老化前SBS改性沥青的性能;红外光谱和化学组成测试结果显示:普通再生剂只能调节老化SBS改性沥青中基质沥青的化学组成,无法修复SBS断裂的分子链,而复合再生剂不仅能调节老化SBS改性沥青中基质沥青的化学组成,还可通过其分子结构中的极性环氧基团与SBS的降解产物发生化学反应以修复SBS因老化发生降解的分子链。     

两种硅酸盐材料对纳米ZnO改性沥青热氧老化性能影响研究

沥青老化分为热氧老化和紫外老化,提升沥青抗老化性能是决定沥青路面长寿命的重要因素。为了弥补3%含量纳米ZnO改性沥青热氧老化性能较差的现状,将蒙脱土和蛭石经过有机处理后,与3%含量纳米ZnO进行复合后制成改性沥青,采用短期热氧老化(TFOT)、长期热氧老化(PAV)和紫外老化(UV)进行老化模拟,对比不同老化前后物理性能和流变性能的老化指数,评价其抗老化性能。通过扫描电镜试验和紫外-可见-红外吸收试验分析蒙脱土和蛭石对于紫外老化的影响规律。发现有机蒙脱土和有机蛭石均能改善沥青的热氧老化性能,但是前者提升效果相对较好,并且两者对于短期热氧老化的改善效果大于长期热氧老化;但是有机蒙脱土和有机蛭石的加入会影响沥青的紫外老化性能,掺量在3%后这种消极作用开始急剧增加。     

短期老化对聚合物改性沥青流变学特性的影响

为了探究短期老化作用对聚合物改性沥青的流变性能产生的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、动态剪切流变试验(DSR)、重复蠕变恢复试验(RCRT),从宏观与微观角度对短期老化前后的橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青四种沥青试样进行沥青微观结构以及高温流变性指标评价。SEM试验结果表明短期老化作用使沥青的组分和改性剂结构发生改变而导致沥青与改性剂结合情况变差,沥青变硬;通过DSR与RCRT试验结果可知无论老化前后在不同温度及频率下橡胶粉改性沥青均较SBS改性沥青具有较强的抗变形能力,且短期老化对SBS改性沥青产生的影响要大于橡胶粉改性沥青。