SBS-橡胶粉复合改性沥青原材料优选研究

SBS改性沥青与橡胶沥青各有自身的优缺点,SBS改性沥青性能优良可价格较高,橡胶沥青环保且成本低,可性能不稳定,因此,道路工作者提出了SBS-胶粉复合改性沥青的改进技术。针对SBS-橡胶粉复合改性过程中使用的原材料进行优选,确定适合复合改性的基质沥青类型、SBS种类、橡胶粉细度、用量和种类、稳定剂、相容剂。通过原材料优选,确定了合理的复合改性沥青材料组成。     

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。     

纳米碳酸钙/二氧化钛与SBS复合改性沥青流变性能研究

利用高速剪切法制备纳米CaCO3/TiO2/SBS复合改性沥青,采用正交试验,通过常规性能试验确定复合改性沥青中3种改性剂的最佳配比,并对比分析了基质沥青、SBS改性沥青和复合改性沥青高温和低温时的流变性能.结果 显示:复合改性沥青中改性剂的最佳配比为:1％纳米TiO2 +4％纳米CaCO3 +4％ SBS;与基质沥青和SBS改性沥青相比,复合改性沥青具有更好的高温抗车辙能力,但耐疲劳性能低于SBS改性沥青;复合改性沥青的施工温度比基质沥青和SBS改性沥青分别高20℃和5℃;复合改性沥青的低温性能优于基质沥青,但比SBS改性沥青的低温性能差.     

几种改性沥青粘弹性与高温性能的评价与分析

在不同的试验温度下,对热老化前后的Duroflex改性沥青、岩沥青改性沥青和SBS改性沥青进行动态剪切流变试验,采用相位角和车辙因子指标评价改性沥青的粘弹性特征、抗车辙能力以及温度敏感性。试验结果表明：Duroflex改性剂与岩沥青均可以增加沥青的高温弹性和抗车辙能力,改性效果随着改性剂掺量增加而增大,随着温度的升高而降低,经热老化后Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青的弹性特征增强、抗车辙能力提高;SBS改性沥青的弹性比例随着温度的升高而增大,经热老化后的弹性比例减小,但仍强于Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青;SBS改性沥青车辙因子对温度敏感性小于Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青。此外,采用现行superpave胶结料分级标准,对SBS改性沥青的分级较为合适,而对Duroflex改性沥青和岩沥青改性沥青可能过于苛刻。     

废食用油脱硫胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能评价

针对橡胶沥青存贮稳定性差与生物沥青高温性能不足问题,基于Terminal Blend胶粉改性沥青技术,提出以废食用油代替沥青脱硫胶粉,用脱硫产物(ODR)制备存贮稳定的改性沥青,为弥补ODR改性沥青高温性能损伤,采用共混复合改性工艺研制了ODR/SBS复合改性沥青。为考察复合改性沥青在工程应用中的可行性,通过车辙试验、弯曲试验、冻融劈裂试验和疲劳试验对该混合料路用性能进行了评价,并与普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料和ODR改性沥青混合料进行了对比分析。结果表明:1)复合改性沥青具有优异的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及疲劳性能,但因ODR削弱了沥青的抗变形能力,其车辙深度较SBS改性沥青混合料深,且冻融前后劈裂强度较低; 2)单独采用SBS或ODR改性沥青与二者复合改性对混合料疲劳性能影响差异较大,ODR/SBS复合改性沥青混合料的疲劳性能并非二者单独作用下的线性叠加。     

PVP修饰石墨烯复合SBS改性沥青及其混合料性能研究

针对传统石墨烯存在成本高、与基质沥青相容性和分散性差的问题,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对石墨烯进行处理,基于针入度分级体系、PG分级体系与黏度分级体系指标,评价研究PVP修饰石墨烯(PVP-G)复合SBS改性沥青的常规针入度指标性能、流变特性、黏度特性,优化了适宜的PVP-G掺配比例。在此基础上,采用3大路用性能试验、浸水APA试验、SCB弯拉疲劳试验与室内MMLS1/3试验,探讨了PVP-G/SBS复合改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与长期稳定性能。结果表明,添加PVP-G改善了SBS改性沥青高温、低温和抗老化特性,增强了沥青胶结料的弹性恢复性能与抗变形性能,改善了低温抗断裂性能与应力释放性能。1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗永久变形性能、抗疲劳性能和抗水损害性能。在高温长期荷载及高温浸水综合作用下,1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料比5%SBS改性沥青混合料表现出了更优异的抗永久变形能力与耐久性。     

纳米SiO_2/POE复合改性沥青及其混合料性能研究

通过试验对SiO_2/POE复合改性沥青及其混合料进行性能测试,并与SBS改性沥青进行对比,分析纳米SiO_2/POE复合改性对基质沥青混合料路用性能的影响。结果显示,纳米SiO_2/POE显著提高了基质沥青的软化点、粘度和延度,降低了针入度;3种沥青中,SiO_2/POE复合改性沥青的储能模量G′、抗车辙因子G*/sinδ均最大,SiO_2/POE改善了基质沥青的高温性能,但其低温性能稍劣于SBS改性沥青;3种沥青混合料中,SiO_2/POE复合改性沥青混合料的动稳定度、动态模量E*均最佳,具有优良的抗车辙能力,在低温抗裂、耐疲劳及水稳定方面也显示了优良的性能,但其低温抗裂性能劣于SBS改性沥青混合料。     

基于老化程度的SBS复合改性沥青低温流变性能分析

为研究温度与老化程度对SBS复合红油增塑剂及C9石油树脂改性沥青低温流变性能的影响,采用弯曲梁流变试验(BBR)对3种老化程度条件下的SBS复合改性沥青低温流变性能进行研究,并与基质沥青和SBS改性沥青进行对比分析。研究表明,掺加增塑剂的SBS改性沥青低温性能优于其他沥青,但随温度下降及老化程度加深增塑剂对其改性沥青低温性能改善作用明显下降;掺加石油树脂的SBS改性沥青低温性能最差,但可以改善其改性沥青抗老化性能。通过松弛弹性模量主曲线方法分析可知,老化程度是影响沥青应力松弛能力的主要因素,因此建议通过减缓沥青老化程度的方法来延长其使用寿命。     

再生胶/SBS复合改性沥青再生混凝土抗裂性能研究

为提高再生沥青混合料的抗裂特性,提出采用抗裂性能优良的新型SBS/橡胶复合改性沥青进行RAP料的再生。基于低温弯曲小梁蠕变、约束温度应力及四点弯曲疲劳试验对复合改性沥青、SBS改性沥青的再生混合料进行低温抗裂及疲劳开裂性能研究。结果表明：橡胶的加入可提高再生沥青混凝土的低温及中温抗裂性能,这可能与混合料开裂初期形成的微裂纹扩展至聚合物网络被吸收断裂能量,抑制微裂纹进一步发展有关。进一步分析断裂温度可知,复合改性沥青再生沥青混合料较普通SBS改性沥青的再生混合料可延伸路面的服役温度范围6℃左右,有利于再生沥青混合料在西北寒冷地区的推广应用。     

硫磺SBS复合改性沥青混合料路用性能评价

硫磺SBS复合改性沥青混合料是一种新型的沥青混合料。该文开展了硫磺SBS复合改性沥青混合料的路用性能研究,系统对比了硫磺改性沥青混合料和硫磺SBS复合改性沥青混合料的路用性能,同硫磺普通沥青混合料相比,硫磺SBS复合改性沥青混合料不仅可以明显提升高温性能、低温性能和水稳定性,并且可以达到改性沥青混合料的性能要求。相比常规普通沥青混合料和SBS改性沥青混合料,硫磺SBS复合改性沥青混合料在抗车辙性能方面的表现更为突出。     

SBS/胶粉复合改性沥青研究进展与性能评价

为进一步推动SBS/胶粉复合改性沥青技术的发展,梳理总结了国内外SBS/胶粉复合改性沥青的原材料选用情况与制备工艺,明确了其较优掺配方案、制备方法,探讨了SBS/胶粉复合改性机理,全面调查了国内外SBS/胶粉复合改性沥青流变性能与基本性能,对比评价了SBS/胶粉复合改性沥青与基质沥青、SBS沥青、橡胶沥青的性能差异,并基于数理统计结果与沥青相关规范,划分了SBS/胶粉复合改性沥青性能等级。结果表明：SBS/胶粉复合改性沥青制备工艺以高速剪切或胶体磨法为主,常用掺配方案及工艺为SBS 2%~3.5%、胶粉10%~20%、沥青加热温度170℃~180℃、剪切速度4 000~5 000 r·min^-1;SBS/胶粉对沥青的复合改性过程以物理作用为主,辅以部分化学反应,且沥青组分、胶粉处理工艺将会显著影响改性材料分散状态;SBS与胶粉复合可使两者优势互补,其复合改性沥青的路用性能大幅提高;与基质沥青、橡胶沥青、SBS沥青相比,SBS/胶粉复合改性沥青的高低温性能优势显著,流变分级基本满足PG 76和PG-22;综合统计箱形图数据节点与相关沥青规范,将复合改性沥青性能划分为优秀、良好、中等、较差4个等级,并推荐了适用于寒区、温区、热区的SBS/胶粉复合改性沥青性能要求。鉴于当前SBS/胶粉复合改性沥青技术研究已有长足进展,建立室内改性工艺与工厂末端生产关系、探究耦合工况下性能演变规律、优化储存稳定技术与施工配套工艺将是其推广亟待攻关的方向。     

SBS与PPA复合改性沥青胶结料性能研究

为提高SBS改性沥青的性能,降低其造价,对SBS/PPA复合改性沥青的性能进行研究。结果表明,与基质沥青和SBS改性沥青相比,SBS/PPA复合改性沥青的粘度增大,具有更好的高温稳定性及失效温度,其短期老化性能较差而长期老化性能较好;SBS/PPA复合改性沥青中添加稳定剂DBP后形成稳定的SBS空间网络结构,改性沥青的储存稳定性得到显著改善;PPA价格较低,SBS/PPA复合改性沥青的经济性比SBS改性沥青好。     

石墨烯对SBS改性沥青流变性能的影响研究

采用熔融共混法制备了石墨烯/SBS改性沥青(GSMB),研究了石墨烯对SBS改性沥青压力老化(PAV)前后动态剪切流变性能的影响，并利用红外光谱(FTIR)分析了GSMB老化前后化学结构的变化。结果表明：石墨烯提高了SBS改性沥青的复数剪切模量，降低了相位角，增强了SBS改性沥青的抗永久形变能力；相比SBS改性沥青，GSMB在PAV老化后的复数剪切模量老化指数明显降低；FTIR显示SBS改性沥青老化后的羰基指数变化率、亚砜基指数变化率和碳碳双键指数变化率均随石墨烯掺量增加而减小，表明石墨烯能够有效改善SBS改性沥青的耐老化性能。     

不同稳定剂对SBS改性沥青混合料路用性能的影响

采用有机蒙脱土(OMMT)、硫(S)、炭黑(CB)三种稳定剂与SBS复合改性沥青混合料,其最佳掺量分别为6%、2%、5%,对复合改性沥青进行配合比设计,并开展沥青离析试验、三大指标试验。结果表明:OMMT能够显著地提升SBS改性沥青的动稳定度、水稳定性和抗疲劳性能,但对混合料的低温性能有消极的影响;S稳定剂在较低掺量下能提高SBS沥青混合料的高温抗车辙和低温抗开裂能力;而CB稳定剂降低了混合料的低温抗开裂和抗水损害能力。     

阻燃SBS改性沥青的制备及性能

研究了SBS对沥青的燃烧性能及复合阻燃剂对SBS改性沥青的阻燃性能与物理性能的影响,并通过动态剪切流变仪和DSC-TG试验对阻燃SBS改性沥青的流变性能和阻燃机理进行了分析。试验结果表明:SBS的加入使基质沥青的氧指数降低;复合阻燃剂可显著提高SBS改性沥青的阻燃性能,并可提高改性沥青的车辙因子和热储存稳定性;当添加的阻燃剂与基质沥青的质量比为10%时,改性沥青可成为自熄性材料,并具有较好的物理性能;复合阻燃剂的加入可提高改性沥青的热分解温度和开始燃烧温度。     

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。     

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。     

抗车辙剂对AC-20沥青混合料路用性能影响研究

为评价抗车辙剂对AC-20型沥青混合料路用性能的影响效果,对基质沥青、SBS改性沥青、基质沥青+0.2%抗车辙剂、SBS改性沥青+0.2%抗车辙剂四种AC-20型沥青混合料进行车辙试验、水稳定性试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验。试验结果表明:抗车辙剂能有效提高AC-20型沥青混合料的高温、低温与水稳定性,且与SBS改性沥青一起使用时,以上各项路用性能均达到最佳。与SBS改性沥青相比,抗车辙剂对AC-20型沥青混合料的高温抗车辙能力和水稳定性改善效果更明显,而SBS改性沥青对AC-20型沥青混合料的低温抗裂性改善效果更好。     

抗车辙剂在山区长陡坡沥青混凝土路面中的应用研究

文章通过室内抗车辙剂沥青混合料的配合比设计,确定了抗车辙剂最佳外掺用量,并结合抗车辙剂沥青混合料的现场施工情况,提出了抗车辙剂沥青混合料的生产和施工工艺。结果表明,抗车辙剂的加入并不增加沥青用量,其动稳定度略大于SBS改性沥青混合料;抗车辙剂沥青混合料的生产仅需就干拌时间、拌和温度、施工温度等作适当调整,其余生产及施工工艺均与SBS改性沥青混合料相同,同时抗车辙剂沥青混合料的成本比SBS改性沥青混合料降低了12.5%。     

SBS-SBR 复合改性沥青黏弹特性研究

采用物理共混方法制备SBS改性沥青、SBR改性沥青和SBS-SBR复合改性沥青,基于动态剪切流变仪(DSR)测试沥青在温度扫描模式下的复数模量和相位角,评价沥青的高温性能;采用多应力蠕变恢复试验(MSCR)测试沥青在蠕变加载过程中的应力响应特征,最后基于BBR试验评价沥青的低温性能。结果表明:在沥青中掺入SBS和SBR能够大幅提高沥青的高温抗变形能力,疲劳极限温度能够表征沥青的抗疲劳性能,沥青的粘性特征和疲劳性能具有相关性,基质沥青在高温下具有良好的疲劳特性;MSCR试验结果表明,改性沥青具有显著的弹性恢复特性,沥青的可恢复变形随着应力的增大逐渐降低;低温梁流变试验(BBR)结果显示,掺入SBS与SBR能够提高沥青在低温下的应力松弛能力和抗裂性能。