TS高黏度改性沥青的制备和OGFC混合料的路用性能

为了制备高黏度改性沥青,以70号A级石油沥青、TLA、SBS、芳烃油和稳定剂为原材料制备了TS (TLA+SBS)复合改性沥青,采用正交试验设计方法对TS复合改性沥青进行正交试验设计,研究了TLA掺量、SBS掺量和芳烃油掺量对TS复合改性沥青黏度、针入度、延度、软化点、黏韧性和韧性的影响规律,确定了TS高黏度改性沥青的最佳掺配比例。对TS高黏度改性沥青、6%SBS改性沥青和国产高黏度改性沥青进行了技术性能对比研究,并评价了3种高黏度改性沥青OGFC-13混合料的路用性能。结果表明:当TLA掺量为25%,SBS掺量为5%,芳烃油掺量为4%时,TS高黏度改性沥青的综合性能最佳;与6%SBS改性沥青和国产高黏度改性沥青相比,TS高黏度改性沥青具有更好的抗老化性、施工和易性和热储存稳定性; TS高黏度改性沥青的高温抗车辙性能远高于6%SBS改性沥青,但略低于国产高黏度改性沥青;与6%SBS改性沥青OGFC-13混合料和国产高黏度改性沥青OGFC-13混合料相比,TS高黏度改性沥青OGFC-13混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和排水性,但在低温抗裂性方面略微不足,可应用于我国南方湿热地区的沥青路面工程中。     

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。     

多聚磷酸与SBS复合改性沥青改性工艺研究

研究了多聚磷酸（PPA）掺量、发育温度、发育时间、PPA添加顺序对多聚磷酸与SBS聚合物复合改性沥青改性性能和储存稳定性的影响。根据本文的研究结果,推荐PPA与SBS复合改性沥青的最佳PPA掺量为0．5％-1．0％,最佳发育温度为170℃。在生产PPA与SBS复合改性沥青时,首先应加入SBS改性剂,待SBS溶胀后再加入PPA,如此复合改性沥青可获得较好的使用性能和储存稳定性。     

DOP对LDPE改性沥青性能影响的试验研究

为了改善低密度聚乙烯(LDPE)改性沥青低温柔韧性,将增塑剂DOP掺入LDPE改性沥青对其进行增塑。通过改变LDPE、DOP掺量,对沥青进行沥青的常规试验,评价了沥青的针入度体系指标;对不同掺量的改性沥青进行了化学四组分试验与离析试验,研究了两种改性剂对沥青各组分变化影响的规律及复合改性沥青的储存稳定性;基于车辙试验,低温小梁弯曲试验,水稳性能试验,研究了DOP对LDPE改性沥青的路用性能的影响。试验结果表明:根据常规试验结果,推荐LDPE添加量为5%～6%,DOP添加量为2. 5%～3%;LDPE与DOP的加入均会改变沥青的化学四组分所占比例;掺入DOP能提高LDPE改性沥青的储存稳定性; DOP能明显提高LDPE改性沥青混合料的低温性能,同时复合改性沥青混合料也拥有良好的高温稳定性和水稳定性能。     

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。     

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。     

大掺量胶粉改性沥青配方及工艺设计

针对大掺量胶粉改性沥青黏度过大的问题重新进行了配方及工艺设计,提出利用降粘剂降低改性沥青黏度,同时研究了补强树脂、SBS、交联剂对30%胶粉改性沥青各项性能指标的影响,确定了各种助剂的最佳掺量;利用对比试验的方法,研究了剪切速率、溶胀温度、溶胀时间对改性沥青性能指标的影响,并且确定了最佳溶胀时间为40min,最佳溶胀温度为200~210℃,最佳剪切速率为7000rpm;同时对比了30%(内掺)胶粉改性沥青与20%胶粉改性沥青的各项技术指标,发现30%胶粉改性沥青在储存稳定性以及低温性能方面明显优于传统的20%胶粉改性沥青。     

蒙脱土/SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

为了分析蒙脱土对SBS改性沥青混合料路用性能的影响,采用蒙脱土对SBS改性沥青进行复合改性,并制备复合改性沥青混合料,开展了车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。首先研究了蒙脱土掺量对复合改性沥青混合料高低温性能和水稳定性的影响,并结合灰关联分析推荐了蒙脱土最佳掺量。然后以SBS改性沥青混合料作为对照,通过测试不同老化条件下路用性能,分析了复合改性沥青混合料的抗老化性能。研究结果表明:适当掺加蒙脱土可以提高复合改性沥青混合料的高温性能和水稳定性,但是掺量过大时高温性能提升幅度不大,水稳定性反而有所下降。掺加蒙脱土会对复合改性沥青混合料的低温性能产生不利影响。灰关联分析表明蒙脱土掺量对各项路用性能指标的影响程度大小依次为低温性能水稳定性高温性能,因此不宜为了提升高温性能而片面增大蒙脱土掺量。结合蒙脱土掺量与各项路用性能指标的关系,推荐蒙脱土掺量范围为2%～4%,并选取3%作为最佳掺量。最佳蒙脱土掺量条件下,复合改性沥青混合料的抗老化性能较之SBS改性沥青混合料得到显著提高,尤其是低温抗老化性能,虽然老化前复合改性沥青混合料的低温性能要差于SBS改性沥青混合料,但是经老化后前者的衰减幅度较小,其低温性能反而优于后者。     

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。     

多聚磷酸—橡胶复合改性沥青及其混合料性能研究

在橡胶改性沥青中掺入多聚磷酸，以期提高橡胶改性沥青的高温储存稳定性、高温稳定性等性质。研究了多聚磷酸掺量对橡胶改性沥青基本性能、高温储存稳定性、黏附性、老化性能的影响，并测试了多聚磷酸—橡胶复合改性沥青混合料的路用性能及疲劳性能。试验结果表明：随着多聚磷酸掺量的增加，橡胶改性沥青的软化点、弹性恢复能力、黏度逐渐增加，针入度、延度逐渐减小，高温储存稳定性得到提高，增强了橡胶改性沥青与集料的黏附性能，提升了橡胶改性沥青的抗老化性；多聚磷酸的掺入提高了橡胶改性沥青混合料的抗车辙能力、水稳定性及耐久性能，但对橡胶改性沥青混合料的低温抗裂性有一定负面影响。多聚磷酸促使沥青向凝胶结构体系转变，能有效延缓橡胶粉在沥青中的离析，提高橡胶改性沥青的高温储存稳定性，同时提升橡胶改性沥青的高温性能和黏附性能。     

SBR/PP复合聚合物及SBS改性沥青混合料疲劳特性研究

为提高沥青路面的承载能力与耐久性,通过复合聚合物改性改善沥青混合料的强度及抗疲劳性能。采用丁苯橡胶(SBR)与聚丙烯(PP)比例为75∶25、50∶50、25∶75的复合聚合物和SBS聚合物,分别以4%、5%、6%的掺量对70^#基质沥青进行改性,通过强度试验确定聚合物最佳掺量,开展最佳掺量下聚合物改性沥青混合料间接拉伸疲劳试验和直接拉伸疲劳试验,对复合聚合物与SBS改性沥青混合料的疲劳特性进行对比分析。结果表明,复合聚合物与SBS的最佳掺量均为5%;复合聚合物中SBR与PP掺配比例为75∶25、50∶50时,复合聚合物改性沥青混合料的强度高于同掺量下SBS改性沥青混合料;最佳掺量下,SBR与PP掺配比例为75∶25的复合聚合物改性沥青混合料的疲劳性能最佳,与SBS改性沥青混合料相比提高约40%。     

多聚磷酸以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

采用加速加载试验、三分小梁弯曲试验、冻融劈裂试验、APA疲劳试验分别研究了多聚磷酸（PPA）以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能,结果表明PPA的加入可以改善沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能,随着PPA掺量的沥青增加混合料的低温抗裂性和水稳定性变差。SBS的加入可以改善PPA改性沥青混合料的路用性能,在3%SBS＋1%PPA掺量下复合改性沥青的路用性能可达到5%SBS掺量的SBS改性沥青路用性能。     

橡胶粉/废塑料复合改性沥青的性能研究

该文利用橡胶粉(CR)和废旧塑料(PE)制备成橡胶/废塑料复合改性沥青,在CR/PE改性沥青最佳配比的基础上,采用流变试验研究了改性沥青的高温抗变形能力和储存稳定性,并通过灰关联法分析了流变性指标评价其储存稳定性的可行性。研究表明:低密度聚乙烯替代部分橡胶粉可以改善橡胶沥青的高温储存稳定性以及在低应力条件下的抗变形能力,同时动态剪切模量G*的S1评价指标与离析差值具有较好的相关性,并且通过S1指标更能区分出3种改性沥青储存稳定性的差异,具有较好应用性和可行性。     

硅胶复合改性沥青及其混合料性能研究

在掺量13%硅藻土改性沥青中加入废橡胶粉制备复合改性沥青,通过沥青胶浆性能试验及沥青混合料马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和车辙试验研究复合改性后沥青常规性能及混合料的路用性能,试验结果表明:随着废橡胶粉掺量的增加,复合改性沥青高温稳定性接近硅藻土改性沥青,黏度和抗剪能力不断增加,复合改性沥青和矿料之间结合的紧密程度增大,沥青混合料稳定性、耐久性能提高,沥青性能与废橡胶粉的掺量不成正比,掺量17%时硅藻土、废橡胶粉和沥青相互结合的稳定性较好,沥青及沥青混合料高温稳定性、耐久性综合最优。     

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。     

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。     

BRA岩沥青与SBS复合改性沥青及其混合料性能研究

为了改善高速公路重车道和城市道路交叉口路段沥青路面病害突出的问题,通过对BRA与SBS复合改性沥青及其混合料性能进行了系统研究,确定了BRA与SBS适宜的掺配比例,系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能,并将其与SBS改性沥青混合料进行了对比。试验研究结果表明:增大SBS掺量后复合改性沥青黏度显著增大,高温PG分级明显提高,但同时又会对低温性能有所弱化,工程实践中只要严格控制BRA掺量才不会对复合改性沥青低温性能造成大的影响,推荐BRA与SBS复合改性沥青中,适宜的SBS添加量为2.5%~3.0%,BRA合理掺量为6%~8%。BRA与SBS复合改性沥青可大幅改善沥青混合料的高温稳定性,其抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料;实体工程和试验段检测结果表明,BRA与SBS复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,BRA与SBS复合改性沥青混合料对于解决重载交通的车辙和水损坏问题具有较高的应用价值。     

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。     

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。     

辛烯聚合物橡胶反应剂(TOR)对湿法橡胶沥青混合料的性能及改性机理

为改善橡胶沥青施工难度大,对沥青混合料高温性能改善有限等问题,采用DSR、BBR、软化点、177℃黏度、储存稳定性试验研究了TOR和橡胶粉掺量对橡胶沥青性沥青针入度的体系指标和PG分级的影响,确定了适宜的TOR掺量,基于车辙、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TOR橡胶沥青混合料的路用性能。试验结果表明,掺加TOR可以有效提高橡胶沥青的高温和低温性能,而且可以改善橡胶沥青的相容性,提高施工和易性;掺加TOR后橡胶沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力和抗疲劳性能均有较大提高。实体工程和试验段检测结果表明,掺加TOR可改善橡胶改性沥青混凝土的综合路用性能,延长了道路的使用寿命,推荐最佳橡胶粉掺量为20%~22%,TOR掺量为橡胶粉掺量的4%~5%。TOR对橡胶改性沥青的改性机理在于,TOR与橡胶粉改性沥青,TOR双键结构可以与橡胶粉发生交联反应和接枝反应,形成环状和链状聚合物组成的网状结构。