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。     

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改性沥青RTFOT老化黏附性量化评价方法研究

为了研究沥青老化对黏附性的影响,并实现量化评价,从而改善传统水煮法试验只能定性分析的不足,通过延时RTFOT试验对SBS含量为5%的改性沥青模拟不同时间的热氧老化,采用光电比色法计算了不同老化时间的SBS改性沥青与3种集料的黏附率,分析了沥青老化对集料黏附性的影响。采用表面自由能理论研究了SBS改性沥青老化后接触角、表面自由能及其分量的变化规律。并通过烘箱加热法试验研究了SBS改性沥青混合料短期老化和长期老化后水稳定性的变化规律。研究表明:随着老化时间的延长,SBS改性沥青与集料的黏附率会逐渐降低,不同集料在同等情况下与老化后的SBS改性沥青黏附性强弱依次为:石灰岩、玄武岩、闪长岩;SBS改性沥青与测试液体间的接触角变大,表面自由能及其色散分量、极性分量均呈现降幅先大后小的下降趋势,在老化360 min后,其表面自由能、色散分量和极性分量分别下降了21.5%,14.5%,78.2%;光电比色法和表面自由能理论的试验结果一致,表明采用这两种方法进行SBS改性沥青老化后黏附性量化评价是准确合理的;随着老化时间延长,SBS改性沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比逐渐下降,即老化降低了沥青混合料的水稳定性,这也再次证实了本研究的SBS改性沥青黏附性量化评价结果是准确有效的。     

掺加再生老化沥青下SBS改性沥青特性研究

该文对不同老化沥青掺量(0、15%、25%、40%)的再生沥青的温度敏感性、抗车辙性能、疲劳强度和化学成分共4方面进行分析研究。试验结果表明:随着老化沥青掺量的增加,在低温时(135℃),再生沥青的黏度逐渐增大,高温时的黏度无明显变化;由黏温指数(VTS)得出当老化沥青掺量≥40%时,才能改善再生沥青的温度敏感性;高温蠕变试验(MSCR)显示:老化沥青的加入并没有影响沥青的高温性能等级,但再生沥青的恢复率降低和不可恢复蠕变柔量的明显增加,表明再生沥青的抗车辙性能较差;线性幅值扫描(LAS)试验表明:老化沥青掺量较高或者振幅频率较大时,使再生沥青的损坏率和疲劳破坏率增加,再生沥青抗疲劳性能降低。由红外光谱分析(FTIR)看出:老化沥青的掺加,引入了较多的亚矾和羰基基团,从而破坏了SBS的网状结构。     

SBS改性沥青性能及老化的影响

为了研究SBS改性沥青的性能以及老化对性能的影响。采用SHRP指标对2种改性剂、3种基质沥青组合的改性沥青在不同老化状态的高、低温性能进行了研究,试验结果表明改性沥青经老化后,高温性能提高,而低温性能有好有差。取决于改性沥青组合及其相容性,而且线型和星型SBS改性剂在改善效果上不存在孰优孰劣,基质沥青是影响改性沥青效果和相容性的重要因素。     

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。     

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改性沥青再生剂耦合老化研究

为了深入研究开发的SBS改性沥青再生剂ZZ在复杂自然环境下抵抗热、光、水耦合老化的能力,选取了RA-2、DN100、DN101广泛使用的3种沥青再生剂,对RTFOT、耦合老化前后质量损失、粘度比及结构官能团指数变化进行了对比试验研究,结果表明:再生剂RTFOT及热、光、水耦合老化前后质量变化和粘度比均具有很好的相关性,即老化后的质量变化越小,粘度比越小,再生剂的抗老化性能越好;通过对RTFOT及热、光、水耦合老化前后沥青再生剂分别进行红外光谱分析,老化后沥青再生剂的羰基指数CI、亚砜基指数SI增大,芳烃指数FI下降,含氧极性官能团的增加,导致再生剂中分子间作用力增强,粘度增大。综上分析,SBS改性沥青再生剂ZZ的抗老化能力明显优于其他3种再生剂。     

SBS改性沥青的老化与再生研究

随着我国沥青路面再生利用的逐渐增多,沥青的老化与再生成为研究的重点。本文在室内制备SBS改性沥青和选取再生剂,对SBS改性沥青的老化与再生特性展开研究,并与基质沥青进行比较,结果表明SBS改性沥青的各项性能指标随着老化程度的加深而逐渐下降,再生剂通过组分调和可以一定程度上恢复老化沥青的性能指标,但其对老化SBS改性沥青的延度和软化点恢复效果并不理想,并不能真正意义上实现SBS改性沥青的再生。     

老化SBS改性沥青再生利用试验研究

摘要：为探究老化SBS改性沥青再生利用的可行性。采用薄膜烘箱试验对室内制备的SBS改性沥青进行老化,通过添加自制再生剂对老化SBS改性沥青进行再生,对原样与再生SBS改性沥青进行常规试验、疲劳试验,并对其进行二次老化,对比分析原样与再生SBS改性沥青的常规性能、抗疲劳性能及抗老化性能。试验与分析结果表明：老化SBS改性沥青的再生利用是可行的,再生SBS改性沥青抗疲劳性能与抗老化性能在一定程度上甚至优于原样SBS改性沥青。     

老化SBS改性沥青再生性能预估模型研究

为揭示老化SBS改性沥青的再生规律,指导再生沥青设计,文中分别测试了采用新SBS改性沥青和再生剂再生老化SBS改性沥青的性能,并运用两相液体混溶理论对再生沥青性能与新沥青、再生剂掺量的关系进行了研究。结果表明,单一再生剂的再生SBS改性沥青的高温性能好,低温性能不能得到有效改善,必须采取新SBS改性沥青与再生剂复合再生方式;再生SBS改性沥青的粘度、针入度与新沥青、再生剂掺量之间的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。     

SBS改性沥青及其混合料短期老化性能研究

鉴于短期老化试验条件与实际工程的差异,文中通过试验研究不同短期老化条件下SBS改性沥青性能及SBS改性沥青混合料路用性能的变化。试验结果表明,随老化时间推移,SBS改性沥青的针入度、延度减小,软化点增大,高温性能提高,黏度先减小后增大;与规范老化温度相比,老化温度越高,SBS改性沥青的针入度、延度和黏度越小,但软化点增大;老化作用使SBS改性沥青混合料的高温性能有所增强,但低温性能减弱,抗水损害性能有所下降。     

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。     

老化CR/SBS复合改性沥青混合料弯曲疲劳特性试验研究

为了研究橡胶粉(CR)/SBS复合改性沥青混合料的耐久性,该文对比分析了老化前后CR/SBS复合改性沥青混合料的路用性能及不同弯曲模式下的疲劳特性。首先,基于响应曲面法进行试验设计,根据CR/SBS复合改性沥青针入度、软化点、延度试验结果确定了CR/SBS的最佳掺量。然后,通过短期老化、长期老化制备了不同老化程度的AC-13CR/SBS复合改性沥青混合料试件。最后,进行了不同老化程度CR/SBS复合改性沥青混合料高温、低温、水稳定性能及两点弯曲、半圆弯曲、四点弯曲疲劳性能测试。结果表明:CR/SBS复合改性沥青的最佳掺量为15%橡胶粉、3%SBS;CR/SBS复合改性沥青混合料路用性能对老化的敏感程度较低,抗老化性能显著;弯曲疲劳寿命:四点弯曲半圆弯曲两点弯曲,应力敏感程度:两点弯曲四点弯曲半圆弯曲,不同老化程度下得出的结论一致;疲劳方程参数对老化敏感程度:半圆弯曲四点弯曲两点弯曲。     

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。     

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。     

SBS改性沥青质量评价方法研究

针对SBS改性沥青使用质量评价存在的缺陷,选取了5种国产和进口沥青进行了改性前后使用性能对比分析,通过组分和微观分布分析,发现基质沥青中极性芳香分的存在是造成SBS溶胀差异的主要原因。基于此,对某富含芳香分进口沥青进行了1年龄期微观测试分析,结果显示,此类沥青出现SBS交联结构解体、聚团现象;同时,对比RTFOT、PAV前后测试结果,发现SBS改性效果差异显著;因此,为确保SBS改性沥青使用性能,对于富极性芳香分的基质沥青应综合短、长期老化的性能指标和结构变化来评价其改性后的路用性能。     

老化SBS改性沥青混合料再生方式及RS因子可行性研究

选择3种沥青、1种改性剂组成4种再生方式对老化SBS改性沥青混合料进行再生研究,通过车辙、小梁弯曲、冻融劈裂试验比较4种再生混合料路用性能变化情况,确定不同再生方式下RAP的最大掺量及不同再生料性能优劣差异;利用汉堡试验进行性能验证,对汉堡试验性能评价指标进行分析,探讨其存在的不足,提出新的评价因子。结果表明:不同再生方式制备的再生混合料随着RAP掺量的增加,路用性能变化趋势差异较大,其中添加新SBS改性沥青与新集料对再生料的低温性能最有利,添加新基质沥青、再生剂及新集料对再生料的水稳性能最有利。车辙稳定度RS作为汉堡试验时高温性能的评价因子具有一定的可行性,可以用来直观比较不同方式下RAP掺量对再生沥青混合料性能的影响程度,确定各方式下高温性能的优劣。