反应型SBS复配改性沥青及其混合料路用性能研究

基于室内综合反应性共混技术和SBS复配技术,制备出一种反应型SBS复配高黏改性沥青。利用常规试验方法、多应力蠕变试验、弯曲蠕变劲度试验及荧光显微镜全面对比反应型SBS复配、TPS、SINOTPS、SBS改性沥青的性能差异,再制备对应的OGFC-13沥青混合料,验证4种改性沥青混合料的路用性能。结果表明:自制反应型SBS复配改性沥青高温性能较好,仅次于SINOTPS改性沥青,但低温性能优于TPS、SINOTPS、SBS改性沥青;反应型SBS复配改性沥青中SBS与基质沥青界面比TPS、SINOTPS、SBS改性沥青更为模糊,具有较好的相容性;反应型SBS复配改性沥青混合料具有较好的高温性能、优异的低温及水稳性能。     

SBS与TPS复合改性沥青混合料路用性能研究

主要对复合改性沥青混合料路用性能进行研究分析.将应用较为普遍的SBS改性剂与新型TPS沥青改性剂对基质沥青进行复合改性,使用高速剪切仪制备SBS与TPS复合改性沥青.对复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温性能、水稳定性和抗疲劳性能进行试验研究,并与基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行对比.试验分析表明:SBS与TPS复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能都有很大提高(尤其是抗疲劳性能),水稳定性略有增加.     

SBS改性沥青及Bonifiber纤维对混合料性能影响的试验比较分析

运用试验对比分析SBS改性沥青及Bonifiber纤维对沥青混合料路用性能的影响。首先对SBS改性沥青、70~#普通沥青的性能进行对比检测,采用35、50、60℃下的动态剪切试验并以车辙因子G~*/sinδ评价沥青的抗永久变形能力。进行了70~#沥青混合料、SBS改性沥青混合料、掺加纤维的70~#沥青混合料和掺加纤维的SBS改性沥青混合料的路用性能对比试验。研究结果表明,SBS改性沥青的车辙因子远高于70~#沥青胶结料,应用SBS改性沥青和博尼维纤维,可以提高混合料的高温抗车辙能力、水稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和抗老化性能,SBS改性沥青的改善效果优于博尼维纤维,而综合改性的沥青混合料性能最好,从经济角度看,博尼维纤维具有良好的推广价值。     

融雪剂对沥青及其混合料性能的影响

为系统的评价融雪剂对沥青及其混合料性能的影响,选择了氯化钠、氯化钙、醋酸钠三种融雪剂和SK70#基质沥青、SBS改性沥青,开展了两种沥青的针入度、软化点和延度试验及SBS改性沥青混合料的车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验。结果表明,氯化钠、氯化钙和醋酸钠三种融雪剂能改善SK70#基质沥青的温度敏感性和高温性能,但对SBS改性沥青的温度敏感性和高、低温性能不利;SBS改性沥青混合料的水稳定性受融雪剂的不利影响最为严峻,而高、低温性能有一定幅度的下降;建议SBS改性沥青路面在融雪化冰时优先选用氯化钙类融雪剂。     

KZD-Ⅰ型改性剂对沥青及混合料路用性能影响探究

通过测试不同KZD-Ⅰ型改性剂掺量下的70~#沥青、SBS(I-D)改性沥青和70~#沥青的常用性能指标,以及相关沥青混合料高低温性能、水稳性能,探究KZD-Ⅰ型改性剂对沥青及混合料性能的影响。结果表明:KZD-Ⅰ型改性沥青能显著改善70~#沥青的高温稳定性,延缓沥青的老化;当采用KZD-Ⅰ型改性剂最佳掺量6%时,其动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比等路用性能指标得到显著改善,且优于成品SBS(I-D)改性沥青。     

干湿法结合开级配沥青混合料试验性能研究

使用高黏复合改性沥青(湿法型)、70号A级沥青+高黏改性剂(干湿法Ⅰ型)和SBS改性沥青(I-D)+高黏改性剂(干湿法Ⅱ型)经拌和获得3种高黏开级配沥青混合料，为研究3种高黏沥青混合料的性能分别进行了马歇尔稳定度试验、车辙试验、谢伦堡析漏试验、肯塔堡飞散试验、浸水肯塔堡飞散试验、劈裂试验和低温弯曲试验。结果表明：SBS改性剂的加入能够使得高黏沥青混合料的马歇尔常规力学性能、高温抗车辙能力、黏附性和低温性能显著提升；干湿法结合的拌和工艺能够获得与传统湿法的高黏沥青混合料基本一致的性能，甚至在高温抗车辙和低温抗水损害性能上优于传统湿法工艺。     

沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能研究

为了研究不同沥青类型对紫外光老化后沥青混合料高低温性能的影响,分别选取AH70#基质沥青、SK90#基质沥青和改性SBS I-C的沥青混合料进行室内试验,分析不同沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律。试验结果表明:与基质沥青混合料相比,改性沥青混合料具有更好的抗紫外光老化性能,在强紫外光辐射地区,应优先选用改性沥青作为沥青路面结合料;对不同标号的基质沥青,高标号沥青混合料的动稳定度受紫外光老化影响更大,而低标号沥青混合料的低温劈裂强度受紫外光老化影响更大;AH70#AC—13N1型沥青混合料具有较好的高温抗紫外光老化性能,SK90#AC-13 N1型沥青混合料具有较好的低温抗紫外光老化性能。     

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。     

高模量沥青混合料应用研究

沥青材料作为一种典型的黏弹性材料,其温度敏感性高,在重交通、高温的环境条件下,易出现早期损坏,影响道路的使用性能.因此,有必要对具有耐高稳、抗疲劳的高模量沥青混凝土进行研究.选用了AC- 20C型级配,通过测试马歇尔试件体积指标.确定了不同沥青混合料的最佳油石比,对比研究了高模量沥青混合料(简称HM)、SBS改性沥青混合料、基质沥青混合料的路用性能.结果表明高模量改性沥青具有较SBS改性沥青,基质沥青更优越的路用性能.     

TPS改性沥青混合料老化性能研究

制备TPS改性沥青,并对TPS改性沥青混合料进行短期老化和长期老化,通过与SBS改性沥青混合料对比,研究在不同老化状态下TPS改性沥青混合料的力学性能、高温性能和水稳定性,并分析老化对各指标的影响。研究表明,老化提高了改性沥青混合料力学性能和高温稳定性,降低了水稳定性;不同老化状态下,TPS改性沥青混合料的力学性能、高温性能和水稳定性都优于SBS改性沥青混合料;与SBS改性沥青混合料相比,老化对TPS改性沥青混合料力学指标的作用效果较好,对高温稳定性影响程度相当,对水稳定性的影响相对较小。     

橡胶改性沥青流变性能及存储稳定性研究

采用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪对国创90号,SK 90号和Shell 90号3种基质沥青制备的橡胶改性沥青的常规技术性能、高低温流变性能、抗老化性能和存储稳定性进行研究。结果表明,SK 90号橡胶改性沥青的常规技术性能优于其他两种橡胶改性沥青。64℃时SK 90号橡胶改性沥青的高温抗变形性能最优,但其对温度的敏感性更大,随着温度继续升高,其高温性能劣于国创90号橡胶改性沥青和Shell 90号橡胶改性沥青。国创90号、SK 90号和Shell 90号橡胶改性沥青的高温分级分别为76,82和82℃,而低温分级均为-28℃。但劲度模量和蠕变速率的变化趋势表明,低温抗裂能力由强到弱依次为SK 90号橡胶改性沥青、Shell 90号橡胶改性沥青和国创90号橡胶改性沥青。3种橡胶改性沥青在0~12h内为离析程度最大的时间段;且以SK 90号橡胶改性沥青的热存储稳定性最优。     

不同改性沥青的OGFC混合料路用性能指标研究

以高粘沥青和SBS改性沥青为例,通过车辙试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验等室内试验,测试和评价高粘沥青混合料及SBS改性沥青混合料的路用性能指标,对比研究不同改性沥青对OGFC混合料路用性能的影响。研究结果表明:不同改性沥青对OGFC混合料路用性能影响不同,高粘沥青在OGFC混合料中的应用效果优异,其高、低温性能和抗飞散、抗水损性能均优于SBS改性沥青混合料。     

加入新型添加剂的沥青混合料路用性能研究

对加入新型添加剂的沥青混合料的路用性能进行了分析。主要结合国内市场上的几种新型添加剂TPS、路孚8000及Sasobit做了沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和水稳定性能方面的试验及分析,并与SBS改性沥青混合料的性能进行了对比分析。结果表明,TPS和SBS对各种性能都有很大改善;路孚8000对高温性能改善较多,其他性能也都有所改善;Sasobit主要改善高温性能,其他性能基本不变。最后对加入3种新型添加剂的沥青混合料及SBS改性沥青混合料的经济性进行了分析。     

加入Duroflex对沥青混合料路用性能的影响研究

对Duroflex沥青混合料、SBS改性沥青混合料和AH-90号沥青混合料的路用性能进行了试验研究。研究发现,Duroflex沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性和动态模量都较SBS改性沥青混合料和AH-90号沥青混合料有显著提高,表明Duroflex对沥青混合料的路用性能有改善作用。     

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。     

高模量改性沥青胶结料和混合料的高温性能研究

采用70~#沥青外掺质量分数9.0%的RK300高模量剂自制高模量改性沥青(RK300-HMMA),以70~#沥青和SBS改性沥青作为参照对象,采用动态剪切流变仪对自制的RK300-HMMA高温流变特性开展对比研究,并通过混合料的高温稳定性试验对胶结料的高温流变试验评价结果进行验证分析。研究结果表明,原样RK300-HMMA比70~#沥青的等车辙因子临界温度(T_C)增加42.2℃,高温PG分级提高六个等级,掺加质量分数9.0%的RK300高模量剂能够显著改善70~#沥青的高温性能。RK300-HMMA的温度敏感性与SBS改性沥青基本相当,综合高温性能优于SBS改性沥青,但其高温弹性变形能力仍不如SBS改性沥青。动稳定度DS和单轴贯入强度■试验结果表明,RK300高模量改性沥青混合料高温条件下的抗车辙变形能力最强。胶结料的车辙因子G~*/sinδ、等车辙因子临界温度T_C、不可恢复蠕变柔量J_(nr)与剪切应变S和混合料的DS、■在评价高模量改性沥青的高温性能结果上具有一致性。     

低标号沥青在福建省沥青路面中的应用

为验证低标号硬质沥青在福建省的适用性,对以30~#基质沥青为代表的低标号硬质沥青的高温稳定性进行研究。利用APA (Asphalt Pavement Analyzer)车辙试验,对30~#低标号沥青混合料,在福建省高速公路上面层与中面层广泛应用的SBS I-D改性沥青混合料,以及最为常见的70~#基质沥青混合料的高温稳定性进行对比。为验证APA车辙试验结果的有效性,进行了缩尺加速加载MMLS试验,对3种沥青混合料高温稳定性进行评价与验证。考虑到福建省夏季高温的气候特征,除了规范的标准高温(60℃)试验条件外,还进行了极端高温(70℃)试验条件下的性能评价。APA车辙试验结果表明30~#硬质沥青在两种温度条件(60℃,70℃)下的抗车辙能力与SBS I-D改性沥青基本相同。这表明在冬季气候温和的中国南方地区,低温性能相对较差但更加廉价的低标号硬质沥青能够替代SBS改性沥青,应用于抗车辙性能要求较高的沥青路面。缩尺加速加载MMLS试验结果在对30~#硬质沥青与SBS I-D改性沥青的高温性能评价方面与APA车辙试验结果保持一致。但对于70~#基质沥青的高温稳定性评价,MMLS试验与APA车辙试验的结果有较大差异,表明"钢轮、薄板"的车辙试验对于抗车撤性能较差混合料的评价与实际路面条件下的结果存在差异。     

短期老化对TPS改性沥青性能影响研究

为研究短期老化对TPS改性沥青性能影响,采用软化点、延度、针入度、布氏旋转黏度和动态剪切流变值作为评价指标,对比老化前后TPS改性沥青和SBS改性沥青的高低温性能、黏温特性及流变特性变化规律,并借助红外光谱对其改性和老化机理进行分析。研究表明:相比于SBS改性沥青,老化前后TPS改性沥青的高低温性能优异,温度敏感性更小,抗荷载能力强,且受短期老化作用影响较小;TPS改性过程以物理改性为主,存在微弱化学作用;短期老化作用使TPS改性沥青出现氧化反应及其他化学反应,沥青中芳香烃和饱和烃减少,沥青质增多。     

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。     

橡胶颗粒沥青混合料耐久性改善效果试验研究

为了改善橡胶颗粒沥青混合料的耐久性,在橡胶颗粒沥青混合料中加入不同掺量的高黏改性剂TPS。进行水煮法、水浸法、浸水马歇尔、冻融劈裂和浸水飞散试验。通过和基质沥青、SBS改性沥青作对比分析,发现TPS改性剂加入后,沥青与矿料及橡胶颗粒的剥落率较基质沥青有了大幅度的减小,说明黏附性有了较大提高。浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂强度的提高,飞散损失率的下降说明水稳定性能也得到了提高。最终表明橡胶颗粒沥青混合料的耐久性得到了显著的改善,并且提出橡胶颗粒沥青混合料TPS最佳掺入量为12%,沥青混合料拌合温度为185℃。