有机硅/SBS复合改性沥青技术性能研究

为了研究有机硅/SBS复合改性沥青技术性能，通过变化有机硅/SBS比例掺量，以AH-70沥青进行复合改性，采用针入度、软化点、延度、储存稳定性、RTFOT老化、光氧模拟老化及BBR试验，综合评定复合改性沥青高温、低温及抗老化性能。结果表明：开发的有机硅/SBS复合改性沥青在有机硅掺量为2.5%、SBS掺量为3.5%时，满足改性沥青技术指标要求；RTFOT及紫外光模拟老化后，270 min老化前后针入度比为85%、延度比为79.5%、软化点比为106%,分别较SBS改性沥青提高了29%、54.5%、32%,抗老化性能明显增强；在BBR试验加载240 min时，低温抗裂性能评价指标J(t)值为0.005 8,较SBS改性沥青提高了71%,提高了低温抗裂性。可见，研发的有机硅/SBS复合改性沥青较SBS改性沥青具有更优良的抗老化性能、储存稳定性及低温抗裂性能。     

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。     

基于荧光显微图像的SBS面积比计算方法研究

以SBS改性沥青400倍荧光显微图像为研究对象,借助MATLAB图像处理功能,提出一种SBS改性剂在SBS改性沥青中所占面积比的计算方法。按照新方法确定了SBS剂量为3%,4%,5%的SBS面积比,并在二维荧光显微图片中通过改性前后SBS改性剂与基质沥青质量、密度、体积的换算得到SBS改性剂膨胀的倍数,分析了SBS面积比与SBS掺量、针入度、软化点、延度的关系。结果表明:该方法可以在30 min内完成SBS面积比的计算;SBS改性剂在3%,4%,5%质量比掺量下的SBS面积比分别为23.25%,37.22%,44.33%,改性后SBS改性剂分别膨胀了6.13,6.68,6.12倍;在SBS质量比3%~5%范围内,SBS掺量越多,SBS面积比就越大;随着SBS面积比的增大,软化点、延度随之增大,针入度随之递减;荧光显微图片中SBS面积比较大的SBS改性沥青具有较高的改性性能。     

老化SBS改性沥青再生性能试验研究

为揭示老化SBS改性沥青的再生规律和指导再生沥青设计,分别测试了应用新SBS改性沥青和再生剂再生老化SBS改性沥青的性能,并回归了再生沥青性能与新沥青、再生剂掺量的关系。研究结果表明,再生SBS改性沥青的高温性能好,低温性能不能得到有效地改善,必须采取新SBS改性沥青与再生剂复合再生方式。由于SBS改性剂交联网络结构在老化前后的差异,再生SBS改性沥青软化点随新沥青和再生剂掺量的增加呈现出相反的发展趋势。再生SBS改性沥青的黏度、针入度与新沥青、再生剂掺量之间非线性关系可采用两相液体混溶模型描述,软化点、延度与新沥青或再生剂掺量之间分别具有良好的线性和指数关系。     

SBS改性沥青的RTFOT微观老化机理

为了研究SBS改性沥青的微观老化机理,选择壳牌70~#基质沥青和3501线型SBS为原材料,通过室内高速剪切设备制备了SBS掺量分别为3%,4%,5%的SBS改性沥青。采用常规指标试验、傅里叶变换红外光谱、荧光显微镜分析了不同SBS掺量的改性沥青在不同老化时间下的性能指标、化学组成和微观分布的变化规律。采用双键保持率和凝胶含量分析了SBS改性剂随着热氧老化时间延长的变化规律。结果表明:随着老化时间延长,SBS改性沥青的针入度和延度逐渐下降,针入度指数上升,当量软化点增高;当SBS掺量小于5%时,针入度显著下降,软化点逐渐上升,而当SBS掺量为5%时,出现针入度降幅先大后小,软化点先降后升的两阶段变化;随着老化时间延长,BI指数逐渐下降,CI指数和SI指数均上升,这说明沥青老化过程中主要发生的是吸氧反应,生成羰基和亚砜基;老化85 min时,改性剂颗粒进一步吸收沥青中的轻质组分溶胀并部分溶解,此时分布状态接近两相连续结构,进一步证实了两阶段变化是5%掺量改性沥青的特征;随着热氧老化时间延长,SBS双键保持率下降,凝胶含量上升,表明SBS改性剂在老化过程中既发生了降解,又发生了交联反应,且降解和交联的速率随着老化时间延长而增大。     

碳纳米管/SBS复合改性沥青路用性能研究

为了研究碳纳米管/SBS复合改性沥青的路用性能,将碳纳米管和SBS小颗粒混合掺杂后加入沥青中,制备碳纳米管/SBS复合改性沥青,通过改变碳纳米管掺量来研究改性沥青的针入度、软化点、延度、黏度及车辙因子等指标,并测试了混合料的综合性能。试验结果表明,碳纳米管只有与SBS协同使用才能更好地发挥作用;当碳纳米管掺量为0. 15%时,SBS改性沥青的高温性能及低温性能均得到了增强;碳纳米管/SBS复合改性沥青具有优异的抗变形和抗车辙能力,其混合料具有良好的路用性能。     

在役轨道交通矮塔斜拉桥检测与评估

通过三大指标试验、旋转粘度试验、高温PG分级试验和多应力重复蠕变回复试验(MSCR)对不同SBS掺量(0、1%、2%、3%、4%、5%)的高掺量胶粉改性沥青(内掺35%)的基本性能和高温性能进行研究,全面研究SBS掺量对高掺量胶粉改性沥青高温性能的影响,探究高温法制备高掺量胶粉改性沥青的可行性。研究结果表明：随着SBS掺量的提高,高掺量胶粉改性沥青的针入度不断减小,软化点、延度和运动粘度不断增大；高温PG分级试验和MSCR试验均表明,高掺量胶粉改性沥青高温性能差,复配SBS后,其高温性能提升明显,当SBS掺量为3%时,复合改性沥青的高温PG分级为76℃,弹性性能也十分优越；当SBS掺量较高时,继续增加SBS掺量对复合改性沥青高温性能的提升贡献很小,所以从性能和经济角度综合考虑, 35%高掺量胶粉改性沥青的推荐掺量为3%、4%。     

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。     

TB(Terminal Blend)胶粉与SBS复合改性沥青混合料性能及改性机理

基于流变学原理和针入度分级体系评价了SBS掺量(2%~3%)和TB橡胶沥青掺量对复合改性沥青性能的改性效果,研究了SBS与TB复合改性沥青混合料的路用性能、抗疲劳性能和长期使用性能,并探讨了SBS与TB沥青的改性机理。研究结果表明:SBS与TB复合改性沥青是一种高、低温性能兼顾的产品,增大SBS掺量能有效提高复合改性沥青的软化点、延度和PG高温分级,降低针入度;增大TB胶粉掺量有效改善了复合改性沥青的低温性能。推荐用于TB与SBS复合改性沥青中适宜的SBS掺量为2%~3%,TB胶粉掺量为15%~20%,综合考虑沥青混合料的高低温性能、水稳定性能以及长期使用性能,5种改性沥青混合料综合性能排序为3%SBS+15%TB2.5%SBS+18%TB4.5%SBS2.0%SBS+20%TB20%TB胶粉。经硫化、枝结物化反应后SBS、TB胶粉、基质沥青三者之间空间网状结构交联紧密,形成了均匀、致密的热稳定体系。工程实践表明,相比SBS改性沥青混合料,SBS+TB复合改性沥青混凝土可节省工程造价13%,延长了道路的使用寿命,经济、社会效益显著。     

温拌剂对SBS改性沥青性能影响的研究

为研究温拌剂对SBS改性沥青性能的影响,分别以不同掺量的Evotherm-3和Sasobit温拌剂制备温拌沥青,通过基本物理性能及流变性能试验对比评价其性能.基本物理性能测试结果表明,温拌剂的掺加降低了 SBS改性沥青针入度和延度,但软化点提升,且2种温拌剂降黏效果明显;流变性能试验表明Evotherm温拌剂对SBS改...     

SBS改性沥青老化过程性能预测方程研究

建立SBS改性沥青在老化过程中性能衰变的非线性预测方程，通过薄膜烘箱试验验证了预测方程的可靠性，基于预测方程分析了SBS改性沥青老化过程中性能指标的变化速率。研究结果表明，非线性方程x(t)=(Lx₀)/[1+(L-1)e^-rt]可用以预测针入度、软化点、延度在SBS改性沥青老化过程中的变化规律；沥青针入度、软化点、延度的变化速率随老化时间的延长而逐渐下降，其中延度指标在老化初期的变化速率下降最快；可通过建立宏观性能指标与红外光谱a₁₇₀₀/a₁₆₀₀的关系方程，进行SBS改性沥青老化程度的预测评估。     

温拌剂种类对沥青老化性能影响的研究

通过进行沥青旋转薄膜试验和不同时间的压力老化试验,对比分析了原样沥青、添加DAT和Sasobit的沥青老化性能。试验数据表明：加入DAT溶液的SBS改性沥青,粘度大幅度降低．但是对于基质沥青的影响不显著。经过不同时间压力老化．同未添加温拌剂的沥青老化性能相比,加入温拌剂的沥青降粘效果明显,软化点升高速率、针人度、延度的下降率都有所降低。综合老化后的沥青各指标来看,DAT溶液对沥青老化性能的改善要优于Sasobit温拌剂。     

乳化剂用量对SBS改性乳化沥青性能的影响研究

SBS改性乳化沥青作为一种新型的高速公路沥青路面养护材料,备受人们关注。以室内试验研究为基础,研究了乳化剂用量的对改性乳化沥青筛余量、标准粘度、延度、针人度、软化点、60℃动力粘度、贮存稳定性的影响,综合比较,确定出BE-3X型乳化剂乳化SBS改性乳化沥青的最佳用量。     

紫外线老化对沥青性能的影响

采用沥青薄膜加热试验和紫外线老化试验，对沥青的针入度、软化点、延度和粘度等性能指标进行了试验研究。试验结果表明，紫外线老化对重交通道路沥青、SBR改性沥青和SBS改性沥青的性能都有影响，但是相同条件的紫外线老化后，SBS改性沥青的低温性能最好。     

AH-1温拌剂对SBS改性沥青路用性能的影响

为了研究与比较自行研发的AH-1温拌剂对SBS改性沥青路用性能的影响,对比不同掺量的AH-1与Sasobit的路用性能差异,应用常规的沥青性能试验对针入度、延度和软化点进行测试,通过沥青旋转黏度试验和变温击实马歇尔试验确定最佳成型温度,根据规范对 SMA-13 型混合料按照最佳拌和及成型温度制作马歇尔试件,测定各项指标。结果显示：掺入AH-1和Sasobit均增加了SBS改性沥青的软化点,减小了延度和针入度;4%的AH-1比普通热拌沥青混合料的拌和温度降低25℃,且降温效果比sasobit要好;AH-1增加了沥青混合料的高温性能,降低了混合料的低温和水稳性能,但仍然满足规范要求。     

海南地区改性沥青耐热老化和抗紫外线老化性能研究

针对海南地区强紫外线辐射的特点,采用热老化和紫外线老化方法,对成品湿法橡胶沥青、现场湿法橡胶沥青和SBS改性沥青的耐老化性能进行评估;通过室内试验模拟现场实际情况下的加速老化,研究不同老化条件下三种改性沥青的针入度、延度、软化点和延度指标的老化衰减规律。结果表明:经热老化后的沥青黏度和针入度指标随老化时间呈线性衰减,而紫外线老化后的针入度和延度指标衰减呈明显的阶段性;先急剧降低,后缓慢变差;进一步表明,成品湿法橡胶沥青在耐热老化和紫外线老化方面具有优异的综合性能,能够较好地适应海南地区的强紫外线辐射和高温的条件。     

隧道路面温拌硅藻土-SBS复合改性沥青路用性能试验研究

为克服热拌沥青混合料在隧道路面铺筑过程中存在的耗能高、有害气体排放量大的问题,对SBS改性沥青采用降黏剂,降低沥青混合料的拌和、施工温度,然后掺入适量硅藻土.依据正交原理,以针入度、135℃黏度、软化点、延度为评价指标,通过室内试验选择两种性能较优的温拌硅藻土-SBS复合改性沥青,并依据黏温曲线确定加热温度.同时,与S...     

废旧电池粉末改性沥青的微观特性及其性能

为研究废旧电池粉末改性沥青的可行性，分别将不同掺量的废旧电池粉末加入70^#沥青中，以制备废旧电池粉末改性沥青，并对比基质沥青与SBS改性沥青进行性能评价。借助X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等研究废旧电池粉末改性沥青的化学组成与微观结构，分析废旧电池粉末改性机理；采用三大指标、布氏黏度试验对废旧电池粉末改性沥青的常规性能指标进行测试；通过动态剪切流变仪（DSR）、多重应力蠕变（MSCR）试验评价废旧电池粉末改性沥青的流变特性；利用车辙试验（70℃）与短期老化前后的浸水马歇尔试验分析废旧电池粉末改性沥青混合料的高温稳定性及老化前后的水稳定性。研究结果表明：废旧电池粉末以C为主要成分，并含有极少量金属氧化物，其颗粒表面有较多的褶皱与凹槽；废旧电池粉末改性沥青表面存在"蜂巢"结构，且随着掺量增加，其粗糙度呈上升趋势，沥青针入度逐渐降低，软化点提升，延度略微降低，黏度逐渐增加；相同温度下，随着掺量增加，废旧电池粉末改性沥青的动态剪切模量G^*明显提高且始终高于70^#沥青，但略低于SBS改性沥青；废旧电池粉末改性沥青混合料动稳定度与残留稳定度逐渐增大；废旧电池粉末改性沥青的方式属于物理共混，该成分可使沥青的高温性能得到改善，改善程度未及SBS改性沥青，但相差幅度不大；废旧电池粉末改性沥青表面粗糙程度较大，意味着其拥有较大的比表面积，能增强沥青与集料间的黏附能力，从而提高了沥青混合料的高温稳定性与水稳定性。     

表面改性纳米阻燃沥青最佳掺量及其性能表征

为提高阻燃沥青的存储稳定性及降低其对性能的影响至最小化，选择纳米阻燃材料并对其进行表面处理制备了新型纳米阻燃沥青。通过沥青基本性能（针入度、软化点、延度）及沥青氧指数试验确定了阻燃沥青的最佳掺量7%；随后借用扫描电镜及热分析试验仪器对阻燃剂的阻燃机理及改性特征进行表征。电镜结果表明，对非表面改性阻燃材料与表面改性阻燃沥青的微观结构对比发现经过表面改性的阻燃剂具有更佳的分散特性。而基于SBS改性沥青及其阻燃沥青的热重分析可知，添加阻燃剂可提高SBS改性沥青的热稳定性，添加阻燃剂后的改性沥青成碳量增加，主要是因为阻燃剂有助于沥青燃烧过程中形成致密炭层，阻碍氧气输入及外界能量的进入，隔断气体挥发物的逸出，实现阻燃及抑烟的效果。