SBS/橡胶粉复合改性SH型混合生物沥青工艺及机理

为探究复合改性技术提升混合生物沥青路用性能的工艺及机理，针对特定来源的SH型生物沥青，将其与石油沥青共混制备混合生物沥青后进行SBS/橡胶粉复合改性，研究改性顺序及改性剂掺量对复合改性沥青常规路用性能的影响、生物沥青掺量对改性剂溶胀特性与复合改性沥青高温及低温性能的影响，由此确定混合生物沥青复合改性工艺；利用多应力重复蠕变恢复（MSCR）、弯曲梁流变（BBR）和频率扫描（FS）试验评价复合改性沥青的流变特性；借助红外光谱（IR）化学官能团分析以及荧光显微镜（FM）和原子力显微镜（AFM）微观形貌观测分析揭示混合生物沥青复合改性机理。研究结果表明：SBS掺量为2.5%，橡胶粉掺量为18%（内掺）时，按照先SBS改性后橡胶粉改性的顺序制备的复合改性沥青的常规路用性能均较优；生物沥青掺量为15%时改性剂溶胀特性与复合改性沥青的高温及低温性能均较佳；SBS/橡胶粉复合改性在显著提升混合生物沥青弹性恢复率与m值的同时还降低了其不可恢复柔量与劲度模量，即改善了混合生物沥青的高温稳定性与低温抗裂性，且此结果与FS复数模量主曲线结果相一致；生物沥青可有效增溶聚合物改性剂并增强聚合物相网络结构，从而显著提升沥青复合改性效果；对混合生物沥青进行SBS/橡胶粉复合改性后未出现新的特征吸收峰，此复合改性过程属于物理变化；沥青厂生产的复合改性沥青性能优于实验室水平制备的复合改性沥青。     

高黏度弹性恢复沥青的制备与性能研究

为制备高黏度弹性恢复沥青,高效利用废弃物降低工程造价,采用橡胶粉(CR)和布敦岩沥青(RA)替代部分SBS改性剂,制备5种不同改性剂掺量的高黏度弹性恢复沥青,通过常规性能和流变性能试验评价其弹性恢复能力、黏韧性和高低温性能。结果表明,橡胶粉和布敦岩沥青可显著提高沥青的软化点、黏度、黏韧性和弹性恢复能力,增强沥青的抗塑性变形能力,较好的黏韧性可增强沥青的弹性和拉伸能力,使沥青具有较好的抗冲击能力;橡胶粉和布敦岩沥青可显著提高沥青的车辙因子,增强沥青的高温性能和抵抗剪切荷载的能力;与基质沥青相比,高黏度弹性恢复沥青的低温流变性能明显提升,-12℃时的低温流变性能满足要求;高黏度弹性恢复沥青的最佳配比为SBS掺量3%、RA掺量10%、CR掺量15%、稳定剂掺量0.2%。     

橡胶对沥青及混合料性能影响研究

为提高沥青使用性能,采用橡胶粉对基质沥青改性,利用针入度、延度、针入度指数、弹性回复等指标研究橡胶改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性、温度敏感性以及弹性恢复等性能。在此基础上评价橡胶改性沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能以及抗疲劳性能。试验研究表明,在平衡各种路用性能下,最佳橡胶掺量为18%,橡胶粉的加入有效提高了沥青及沥青混合料的各种路用性能。     

胶粉与SBS复合改性沥青制备与性能研究

为优化胶粉与SBS复合改性沥青制备参数,通过正交试验探讨SBS嵌段比、胶粉目数、SBS掺量及胶粉掺量对复合改性沥青高、低温性能及黏度的影响,进行影响因素与沥青性能Pearson相关性分析,最后采用傅里叶变换红外光谱分析仪研究改性机理。结果表明,高嵌段比SBS与高胶粉掺量会提升复合改性沥青的高温性能,但不利于复合改性沥青的低温性能;提高胶粉目数可降低复合改性沥青的黏度,提高SBS掺量对改善复合改性沥青的高、低温性能均能起到积极作用;SBS嵌段比对复合改性沥青的高温性能影响显著,胶粉掺量对沥青黏度影响显著;胶粉与SBS对沥青的改性过程主要为物理改性。     

RET复配胶粉改性沥青混合料路用性能与耐久性研究

针对橡胶改性沥青热稳定性差、易离析,对沥青路面综合路用性能的改善效果不太明显的问题,提出将反应型三元共聚物(RET)与橡胶粉进行复配,参考橡胶沥青评价指标、SHRP沥青BBR低温评价指标RET复配胶粉改性沥青高低温性能,并基于车辙试验和低温弯曲试验、间接拉伸疲劳试验和MMLS1/3试验验证RET复配胶粉改性沥青路用性能和耐久性能。研究结果表明:增加橡胶粉和RET掺量都能提高复合改性沥青的高温性能; RET与橡胶粉进行复配,可有效弥补RET对沥青低温性能的不足;掺加RET可显著改性橡胶沥青对沥青的高温性能。在1. 2%～1. 6%RET与12%～16%橡胶粉复配方案下,复合改性沥青的软化点、弹性恢复性能优于5%SBS改性沥青。RET和橡胶粉对沥青混合料高温性能的改善效果是一种非线性的增强效果。1. 2%RET+16%胶粉、1. 6%RET+12%胶粉2种RET复配胶粉改性沥青混合料的高低温性能、水稳定性均优于SBS改性沥青混合料。将RET与橡胶粉进行复配可一定程度改善沥青路面的抗疲劳耐久性,减少服役期间沥青路面车辙损害,RET复配胶粉改性沥青具有一定的研究意义和良好的应用前景。     

橡胶粉-LDPE复合改性沥青及其混合料耐久性试验研究

为研究橡胶粉和低密度聚乙烯(LDPE)掺量对沥青混合料综合路用性能的影响,变化4种橡胶粉和LDPE掺量,采用弹性恢复率、针入度、软化点、177℃旋转黏度4种改性沥青的常规性能试验,利用车辙、低温弯曲和四分点加载控制应变疲劳试验,研究了橡胶粉和LDPE掺量对复合改性沥青及其混合料性能的影响规律。结果表明:以软化点≥60℃,25℃针入度25~60(0.1 mm),177℃旋转黏度1.5~4.5 Pa·s,25℃弹性恢复率≥65%作为判别标准优选了4种LDPE与橡胶粉复配方案,经室内试验和试验路验证推荐最佳复配方案为6%LDPE+18%橡胶粉。橡胶粉与LDPE复合改性沥青混合料具有优良的高温稳定性和抗疲劳耐久性,工程实践证明LDPE与橡胶粉复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,经济、社会效益显著。     

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。     

不同复配方案橡胶粉与塑料颗粒复合改性沥青及其混合料耐久性试验

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高低温性性能,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。     

岩沥青橡胶粉复合改性沥青混合料性能分析

岩沥青具有优异的抗车辙性能,但抗裂性能不足,橡胶沥青具有较好的抗裂性能。本文通过岩沥青和橡胶粉对基质沥青的复合改性得到皆具高、低温性能的岩沥青橡胶粉复合改性沥青。通过不同掺配比例的岩沥青橡胶粉复合改性沥青混合料高温、低温和抗疲劳性能对比,确定岩沥青与橡胶粉的最佳配伍范围为1:1~1:3;通过与普通沥青、SBS改性沥青、岩沥青和橡胶沥青进行高温、低温、抗水损害和抗疲劳性能对比,表明岩沥青橡胶粉复合改性沥青综合路用性能俱佳。     

青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料性能研究

为了提高青川岩沥青和橡胶粉单一改性沥青的综合路用性能,并改善重载、湿热地区沥青路面病害突出的问题,通过对青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料性能的系统研究,基于不同青川岩沥青和橡胶粉掺量下复合改性沥青177℃黏度、软化点和PG分级试验结果,确定了适宜的橡胶粉和青川岩沥青掺量,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性。试验结果表明,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青中,橡胶粉的推荐掺量为15%~20%,青川岩沥青的推荐掺量为6%~10%;相比SBS改性沥青混合料,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和抗疲劳耐久性,推荐最佳的掺配比例为10%青川岩沥青+18%橡胶粉。经试验路验证,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命。     

橡胶粉改性沥青性能优化实验与作用机理分析

以橡胶粉的目数、掺量、沥青拌和时间和拌和温度作为4个评价因素,建立4因素3水平正交试验配比方案,采用各因素水平下的改性沥青的针入度、软化点、延伸度、弹性恢复以及布氏旋转黏度五个指标评价沥青性能,并分析了各因素在橡胶沥青中的作用机理。结果表明：40目橡胶粉在掺量为25%,拌和温度为195℃搅拌1 h得到的改性沥青的性能最好。通过橡胶粉物理膨胀与化学脱硫作用,在合理的橡胶粉目数、掺量、搅拌时间以及搅拌温度下,沥青的塑性和黏性得到提高,改善了沥青的温度敏感性和耐老化性能。     

高黏改性沥青性能指标分析

为了研究高黏改性剂对沥青的改性作用,通过室内试验分析了TPS高黏改性剂掺量对沥青针入度、软化点、低温延度和弹性恢复的影响。试验结果表明:随着TPS掺量的增大,沥青的针入度逐渐减小,而软化点、延度和弹性恢复大幅升高,当TPS掺量大于15%时,沥青的变形几乎可以完全恢复。表明TPS能很好地改善沥青的高温性能、低温性能和弹性恢复性能。     

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。     

基于正交试验的复合高黏高弹改性沥青制备及性能研究

为提高沥青黏度,降低高黏沥青成本,采用C5石油树脂、高黏橡胶油、SBS改性剂、硫化物稳定剂对70号基质沥青进行复合改性.通过四因素四水平正交试验,以60℃动力黏度为主要评价指标,弹性恢复、软化点、135℃旋转黏度为次要评价指标得出最优配方.结果 表明:(1)复合高黏高弹改性沥青的最佳制备掺量为6％C5石油树脂+4％高黏橡胶油+7％SBS+0.2％稳定剂;(2)石油树脂和高黏橡胶油为60℃动力黏度的主要影响因素,SBS改性剂大大提高了沥青弹性和高温稳定性;(3)硫化物稳定剂也可以改善沥青的弹性恢复能力,但对其他指标影响较小;(4)根据最优方案制备的复合高黏高弹改性沥青黏度大,性能优异,造价低,具有广泛的应用价值.     

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。     

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。     

薄层罩面沥青胶结料性能试验研究

为薄层罩面实际工程选择适宜的沥青胶结料及专用改性沥青的开发研究,选用4种常用的沥青(高黏沥青、橡胶沥青、SBS改性沥青、橡胶粉/SBS复合改性沥青)进行针入度、软化点、延度、布氏黏度、弹性恢复、动态剪切流变、沥青黏附性等试验,对比分析4种沥青路用性能。研究表明:参考《公路沥青路面施工技术规范》与NovaBinder标准进行选材时高黏沥青与复合改性沥青适宜于薄层罩面;除温度敏感性和与集料黏附性外路用性能皆为高黏沥青复合改性沥青SBS改性沥青橡胶沥青;高黏沥青综合性能优于只添加了橡胶粉或SBS改性剂的橡胶沥青、SBS改性沥青和复合改性沥青,但价格昂贵,复合改性沥青较橡胶沥青与SBS改性沥青高低温性能都有了一定程度的提升但刚满足NovaBinder标准要求且与高黏沥青性能差距较大;因此最终提出开发研究薄层罩面专用沥青时可将高黏沥青中组分与橡胶粉、SBS进行复合改性,在提高沥青胶结料路用性能的同时降低改性沥青成本。     

LDPE与橡胶粉复合改性沥青应力吸收层混合料技术性能研究

为提高应力吸收层材料的抗裂性和疲劳耐久性,阻止反射裂缝的发生和发展,将橡胶粉与低密度PE进行复配,基于室内加速加载、小梁弯曲和间接拉伸疲劳试验研究了LDPE和橡胶粉掺量对应力吸收层混合料高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳耐久性的影响并将其路用性能与STRATA应力吸收层混合料进行了对比。研究结果表明,相同LDPE掺量情况下,增大橡胶粉掺量复合改性沥青旋转黏度呈二次函数关系增大,橡胶粉和LDPE掺量对复合改性沥青软化点有显著的影响,橡胶粉对LDPE改性沥青的低温性能有明显的改善作用,而LDPE掺量越大复合改性沥青低温抗裂性越差;以软化点≥75℃,5℃延度≥20 cm,135℃黏度≤3.5 Pa·s,25℃弹性恢复率≥65%作为判别标准优选了五种不同复配方案,经室内试验和试验路验证推荐最佳复配方案为6%LDPE+18%橡胶粉。研究成果可对今后同类型工程设计提供技术参考与研究思路。     

SBS与抗车辙剂复合改性沥青混凝土的路用性能

为提高沥青中面层的抗车辙能力,开展了SBS改性沥青混凝土AC-20中掺加抗车辙剂(PR)的复合改性研究。通过室内车辙试验、低温弯曲试验及冻融劈裂试验研究了3种掺量(分别占沥青混凝土质量数的0.2%,0.4%,0.6%)抗车辙剂对SBS改性AC-20高温性能、低温性能及水稳定性的影响,并确定了适宜的掺量。结果显示:与参照沥青混凝土(无抗车辙剂的SBS改性AC-20)相比,复合改性AC-20的高温性能得到显著改善,水稳定性和低温性能略有下降;综合复合改性AC-20的高、低温性能及工程经济性,确定抗车辙剂适宜的掺量为0.3%。     

木质素与橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验分别研究了掺加木质素纤维前后橡胶粉改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,橡胶沥青混合料具有较好的高温稳定性,而水稳定性和低温抗裂性略有不足,通过木质素与橡胶粉复配可以提高橡胶沥青混合料的综合路用性能。最后结合工程的经济性和复合改性沥青混合料的综合路用性能,推荐了复合改性沥青混合料的最佳木质素掺量。