正交设计分析橡胶沥青性能影响因素

为获得橡胶沥青最优的制备工艺参数,设计正交试验,以180℃粘度、软化点和弹性恢复为评价指标,分析橡胶粉类型、橡胶粉掺量、搅拌温度、搅拌时间、增溶剂、接枝酸酐等6因素对橡胶沥青性能的影响。研究结果表明：使用不同来源的胶粉制备橡胶沥青,其各项性能指标有显著的差异;来源相同时,40目胶粉橡胶沥青粘度、软化点大于30目,弹性恢复小于30目;橡胶沥青各项指标均随胶粉掺量的增加、搅拌温度的升高（160~200℃）而增大;增溶剂的添加使橡胶沥青软化点降低,其对粘度和弹性恢复的影响较小;接枝酸酐对各项指标无显著影响。     

废胶粉改性沥青作用机理及性能研究

废橡胶粉改性沥青胶结料的性能依赖于胶粒尺寸、掺加剂量和类型以及融胀过程中采用的搅拌速度和时间等因素。该文通过室内试验对这些因素的影响规律进行了研究，指出采用粒度为60目、掺量20％（质量分数）的橡胶粉制备橡胶沥青其性能最优；分析了橡胶沥青的性能与搅拌速度和时间之间的依赖性；探讨了橡胶沥青的改性机理。     

喷洒型橡胶沥青技术特性与室内试验分析

本文将橡胶沥青类型分为拌和型AR（b）与喷洒型AR（p）两类,室内通过对喷洒型橡胶沥青AR（b）试验分析,研究了不同基质沥青种类、橡胶粉来源、橡胶粉掺量、橡胶粉细度及储存时间对喷洒型橡胶沥青性能的影响。通过分析可知,基质沥青种类对喷洒型橡胶沥青性能影响不大,橡胶粉来源、掺量、细度及橡胶沥青的储存时间对喷洒型橡胶沥青性能影响较大。喷洒型橡胶沥青加工生产前,应对胶粉来源、掺量及细度进行室内试验,根据使用范围确定最佳配方;加工后应对橡胶沥青储存时间进行监测,防止指标随储存时间衰减过大,影响橡胶沥青使用性能。参照国内外橡胶沥青相关技术指标,结合试验结果与工程经验,并提出了喷洒型橡胶沥青的应用范围、关键技术指标与质量控制要求。     

橡胶粉改性沥青混合料疲劳性能研究

基于三分点加载试验研究了橡胶粉掺量、橡胶沥青用量、橡胶粉细度以及混合料级配类型对橡胶沥青混合料的疲劳性能的影响,并采用灰色理论分析了这四种影响因素对橡胶沥青混合料的疲劳性能影响的显著性。研究结果表明,随着橡胶粉掺量增加,各应力水平下的橡胶沥青混合料疲劳寿命均呈先增大后减小的变化趋势;增大橡胶沥青用量可以增加橡胶沥青混合料低应变水平下的疲劳寿命,但也会增大橡胶沥青混合料对应变变化的敏感程度;随着橡胶粉颗粒粒径的减小,橡胶沥青混合料的疲劳寿命提高;采用骨架密实结构更有利于提高橡胶沥青混合料的抗疲劳性能;橡胶粉掺量与橡胶沥青混合料疲劳性能的关联度最大。     

橡胶粉的掺量与细度对沥青性能的影响研究

该文主要研究了不同掺量与细度下的橡胶粉对沥青技术性能的影响。试验研究表明,随着橡胶粉掺量的增加,针入度、软化点减小,5℃延度、车辙因子和黏度增大,弹性恢复先增后减,胶粉可明显改善沥青高温性能;橡胶粉细度从20目增加到60目,橡胶沥青的针入度、延度、黏度、弹性恢复都有所增大,软化点有所减小;橡胶粉的目数增至80目后,橡胶沥青的技术性能反而有下降趋势。综合技术经济分析,橡胶粉掺量宜为18%~22%,橡胶粉的细度宜用60~80目。     

橡胶粉改性沥青性能优化实验与作用机理分析

以橡胶粉的目数、掺量、沥青拌和时间和拌和温度作为4个评价因素,建立4因素3水平正交试验配比方案,采用各因素水平下的改性沥青的针入度、软化点、延伸度、弹性恢复以及布氏旋转黏度五个指标评价沥青性能,并分析了各因素在橡胶沥青中的作用机理。结果表明：40目橡胶粉在掺量为25%,拌和温度为195℃搅拌1 h得到的改性沥青的性能最好。通过橡胶粉物理膨胀与化学脱硫作用,在合理的橡胶粉目数、掺量、搅拌时间以及搅拌温度下,沥青的塑性和黏性得到提高,改善了沥青的温度敏感性和耐老化性能。     

废橡胶粉改性沥青混合料性能研究

将不同细度的废橡胶粉加到170～180℃的沥青中,充分搅拌1～2h,制成沥青橡胶。通过车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验以及疲劳试验研究不同细度橡胶粉对沥青混合料性质的影响。结果表明:重交沥青经废橡胶粉改性后,软化点升高,135℃黏度增大;低温延度增加;针入度指数PI增加,同时抗老化性也得到了提高。对于不同细度的橡胶粉改性沥青后,表现为粗的橡胶粉改性沥青的软化点要高于细的橡胶粉,而细橡胶粉改性沥青的低温延度要大于粗的橡胶粉。沥青被橡胶粉改性后其混合料的低温、高温稳定性,水敏感性以及耐疲劳性都得到了显著改善,但不同细度的橡胶粉有差别,粗橡胶粉改性沥青混合料的高稳抗车辙能力要优于细橡胶粉,细橡胶粉改性沥青混合料的低温抗裂性要优于粗橡胶粉。     

纳米ZnO/橡胶粉复合改性沥青的性能研究

纳米粒子作为一种对改性沥青性能有所提高的新型材料,已经逐渐的成为改性沥青研究的新方向。本文主要将纳米ZnO粒子和橡胶粉同时加入处于熔融状态的基质沥青中,先普通搅拌然后高速剪切制备纳米ZnO/橡胶粉改性沥青。对纳米ZnO/橡胶改性沥青的常规技术指标和温度影响进行对比与评价,同时分别研究橡胶对改性沥青的改性机理、纳米ZnO对改性沥青的改性机理,以及他们综合改性机理的研究与探讨,并对改性剂材料进行可行性经济分析。结果表明,同时采用搅拌和高速剪切法制得的纳米ZnO/橡胶粉改性沥青可以很好发挥纳米ZnO的特点,改善橡胶粉在沥青中的分散效果,从而使改性沥青的各项性能(特别是高低温性能)有明显的改善与提高,并且指导施工过程中的温度控制和经济可行性。     

活性橡胶粉改性高粘度改性沥青的开发

针对目前应力吸收层普遍采用的橡胶沥青粘结性能不强、贮藏稳定性差等不足,该文采用活性橡胶粉对高粘度改性沥青进行改性,研究活性橡胶粉掺入量、胶粉细度、拌和时间和拌和温度对改性沥青的针入度、软化点、延度以及60℃粘度等使用性能的影响规律。试验表明:当活性橡胶粉掺入量为15%、胶粉细度为40目、加工温度为190℃、剪切时间为60min情况下所制得的高粘度改性沥青具有最佳使用性能。     

橡胶沥青增强排水沥青路面性能研究

选用不同掺量的橡胶粉分别制备橡胶沥青及其混合料,对改性沥青的主要技术指标和混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及渗水系数进行测试,总结橡胶沥青对排水沥青路面路用性能的影响变化规律。研究表明:橡胶粉掺量的增加可以显著降低沥青针入度,提升软化点、黏度指标;排水沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、渗水系数随橡胶粉掺量的增加不断提升,水稳定性能呈先上升后下降的趋势;橡胶粉与沥青有效融合后,可以提升材料的黏聚性和混合料的骨架嵌挤作用;综合各相关性能的变化趋势,建议橡胶粉掺量宜为20 %～25 %。     

干湿复合橡胶添加对微表处材料的影响

橡胶粉及橡胶颗粒一般是由废旧橡胶轮胎加工而成。该文通过干湿复合方法制备得到干湿复合橡胶乳化沥青,通过测定改性乳化沥青蒸发残留物的针入度、软化点、延度等,分析橡胶粉对乳化沥青指标的影响。结果表明:随着橡胶粉掺量的增加,乳化沥青蒸发残留物的软化点升高、针入度下降、延度呈现出先升高后降低的趋势;通过对微表处混合料的黏聚力、湿轮磨耗值、负荷轮碾压试验,研究对橡胶粉及橡胶颗粒对微表处混合料的性能影响。结果表明:橡胶粉的加入能显著改善微表处混合料的黏聚力及湿轮磨耗值,但橡胶颗粒的作用则与之相反,随着橡胶颗粒掺量的增大,混合料的黏聚力、湿轮磨耗值先增加后降低;通过对微表处混合料的摩擦系数、构造深度、噪声值测试,研究干湿复合橡胶对微表处混合料长期表面功能的影响。结果表明:橡胶的掺入能一定程度改善微表处材料的表面功能,特别是可以显著降低行车噪声,且长期性能稳定。因此,橡胶粉与橡胶颗粒的掺入不仅可以改善微表处材料的性能,还能降低材料成本,充分利用废旧材料,具有良好的经济效益及环保效益。     

橡胶沥青性能影响因素的试验研究

为了正确控制橡胶沥青工艺,采用不同胶粉种类、胶粉细度、拌和温度、基质沥青类型等制备橡胶沥青,进行针入度、软化点、弹性恢复以及SHRP等试验,分别测试橡胶沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能等,研究各因素对橡胶沥青性能的影响,得出20目橡胶粉掺量以16%~18%较为合适的结果。     

搅拌方式和搅拌温度对橡胶沥青性能的影响

为了更好地掌握橡胶沥青的生产工艺和性能,文中研究了搅拌方式、搅拌温度对橡胶沥青性能的影响.研究结果表明,不同搅拌方式下生产的橡胶沥青,除了粘度外其他各指标间的差别不大,其中采用高速剪切法生产的橡胶沥青的性能最差,采用高速搅拌法生产的橡胶沥青的性能最好;不同搅拌温度下,各指标变化明显,较高或较低的生产温度均不利于橡胶沥青的性能,一般在180～200℃生产的橡胶沥青的性能较好.     

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。     

橡胶沥青混凝土(干法)压实特性及高温稳定性室内试验研究

通过对掺入不同细度、不同数量的废旧橡胶粉沥青混凝土(干法)的室内马歇尔试验、旋转压实试验及车辙试验，分析了废旧橡胶粉细度及掺量对橡胶沥青混凝土(干法)体积指标、压实特性及高温稳定性的影响，并就橡胶沥青混凝土(干法)所采用的橡胶粉的细度和掺量提出了合理的建议。     

废胎胶粉橡胶沥青改性机理研究

通过对废胎胶粉橡胶沥青所做的四组分分析和显微结构、聚焦态结构等微观结构分析,研究了橡胶粉对沥青的改性机理。橡胶粉与沥青在高温条件下混溶,一方面橡胶粉吸收沥青中的轻组分体积溶胀,橡胶粉力学特性得到改善;另一方面沥青中轻组分含量减少,沥青粘度增加,温度敏感性得到改善。同时,在溶胀过程中橡胶粉与沥青中活性官能团发生化学反应,橡胶粉部分氧化解聚,胶粉中的抗老化剂、碳黑、锌化合物活性成分进入沥青胶体体系,使沥青温度稳定性、老化性能得到改善和提高。     

多聚磷酸—橡胶粉改性沥青及混合料性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青高低温性能的影响,利用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青及不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行试验。采用温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青低温抗裂性,并采用车辙试验和低温小梁弯曲试验研究沥青混合料的路用性能。结果表明：橡胶粉改性剂可以显著改善沥青高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青高温性能,且掺量越多,改性效果越明显,可以显著提升沥青混合料高温性能;多聚磷酸对橡胶改性沥青低温性能没有明显的影响,对沥青混合料低温性能会有一定程度的削弱。     

橡胶沥青热老化性能研究

以常规方法制备橡胶沥青,采用TFOT试验及PAV试验对橡胶沥青进行了短期和长期热老化模拟。利用针人度、软化点、延度、弹性恢复及黏度指标对橡胶沥青老化性能进行了评价,分析了胶粉掺量、老化时间和老化温度对橡胶沥青老化性能的影响。研究表明:胶粉掺量的增加能够改善短期老化后橡胶沥青的高低温性能,但应控制掺量不能超过28%;增加老化时间、提高老化温度,都会使橡胶沥青的老化程度更严重。当老化时间超过15 h或老化温度超过193℃后,黏度会超过施工要求范围;每延长5 h老化时间,橡胶沥青的老化程度是每提高10℃老化温度的2.5~3倍。橡胶沥青的软化点与橡胶沥青老化时间显著相关,可以用来作为建立老化动力学方程的参数;橡胶沥青受长期热老化影响比短期老化更严重,但比基质沥青具有更好的长期老化性能。     

橡胶/多聚磷酸复合改性沥青高低温性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青的高低温性能的影响,采用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青、不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青的高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青的低温抗裂性。结果表明,橡胶粉改性剂可以显著改善沥青的高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青的高温性能,且掺量越多,改性效果越明显;多聚磷酸对橡胶改性沥青的低温性能没有明显的影响。     

基于反应参数的橡胶沥青流变性能及机理研究

为探究生产工艺参数对橡胶沥青性能的影响以及界定橡胶沥青内部反应类型及程度，通过布什黏度、动态剪切流变试验、凝胶渗透色谱试验等评价指标，分别对不同温度、时间、搅拌速率下橡胶沥青的性能进行研究。结果表明：温度较低时，橡胶沥青内部反应主要以溶胀为主，黏度、复数模量和车辙因子随着反应时间和速率的增加逐渐增大；当温度较高时，橡胶沥青内部胶粉颗粒溶胀迅速，胶粉颗粒随着反应时间和速率的增加而分解和降解；温度是影响橡胶沥青性能的最主要因素；不同反应温度下，LMS和橡胶沥青宏观性能具有良好的相关性。