双螺杆挤出胶粉改性沥青流变性能研究

为解决橡胶沥青黏度高、掺量低的问题，用双螺杆挤出法对胶粉进行脱硫，同时为了进一步解决螺杆高温挤出时胶粉力学性能损失大的问题，采用双螺杆分别在低温（低于170℃）120℃、160℃和高温200℃、240℃挤出胶粉，再分别以20%、30%、40%的胶粉掺量（质量分数）制备12组胶粉改性沥青。通过溶胶含量试验，测试胶粉的脱硫程度；采用布氏黏度试验、动态剪切流变试验（DSR）、多应力蠕变恢复试验（MSCR），研究挤出温度、胶粉掺量对胶粉改性沥青加工流动性能、流变性能的影响规律。结果表明：采用活化工艺结合双螺杆挤出工艺制备的胶粉溶胶含量有较大提高，160℃挤出温度下溶胶含量较120℃挤出温度下溶胶含量提高了2.13%；黏温曲线中，活化挤出胶粉改性沥青相比橡胶沥青黏度降低较为明显，说明活化挤出工艺能很好地改善橡胶沥青黏度高的问题；随着挤出温度的升高，胶粉改性沥青复数剪切模量逐渐降低，同时在低频区相位角不断增大，意味着弹性性能逐步减弱；挤出温度为120℃和160℃时，胶粉掺量的增加能改善沥青高温性能和弹性恢复性能，但温度升至200℃及240℃时，高温性能随掺量增加有所降低，240℃时弹性恢复性能也开始降低；12组样品中160℃挤出温度条件下，各掺量胶粉改性沥青流变性能较好，加工流动性能也相比橡胶沥青有较大改善。     

基于活化温度的橡胶沥青流变及微观性能研究

为提高胶粉在沥青中的分散性和稳定性,探索不同活化温度下橡胶沥青的反应机理,采用布氏黏度及流变试验对不同活化温度下橡胶沥青的性能变化规律进行了研究,并结合荧光显微、红外光谱试验探究橡胶沥青微观结构变化。结果表明:荧光显微技术能清楚真实的观测到胶粉与沥青的交互状态;随着活化温度的升高,橡胶颗粒脱硫降解作用加剧,胶粉的交联结构在高温作用下不断被破坏,较低的活化温度下胶粉既能充分溶胀脱硫又可保留较好的力学性能;红外光谱测试证实,活化温度升高导致橡胶分子主链断裂,是胶粉在沥青中力学性能贡献下降的原因。     

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。     

基于正交设计法的橡胶沥青性能试验研究

为提高橡胶沥青的性能,依托河北廊沧高速公路建设工程,针对当地气候特征及材料性状,借助正交试验优选橡胶沥青的9种正交组合,并研究了胶粉掺量、胶粉目数、沥青型号对橡胶沥青3大指标的规律性影响。此外,采用老化试验和布氏黏度试验,评价了拌和时间以及拌和温度对橡胶沥青老化前后性能的影响程度。研究结果表明:橡胶沥青正交试验各因素的显著性顺序为:胶粉掺量基质沥青型号胶粉目数;拌和时间和拌和温度对橡胶沥青老化性能影响显著,因此在制备橡胶沥青的过程中需合理控制时间和温度;选取90#、60目、胶粉含量为20%的橡胶沥青,在190℃的环境下拌和60 min,能使橡胶沥青达到最佳性能;建议橡胶沥青的性能评价指标以5℃延度和180℃黏度为主,针入度和软化点为辅。     

活化橡胶改性沥青混合料路用性能研究

基于橡胶改性沥青理论,利用微波对废胶粉进行处理,探究了微波活化时间对胶粉的影响、活化废胶粉与沥青的相容性。对基质沥青、普通胶粉改性沥青、微波活化胶粉改性沥青的三大指标、弹性恢复能力、高温稳定性进行测试,并研究了微波活化胶粉改性沥青混合料的路用性能。结果表明:微波活化改性胶粉沥青的低温延展性、相容稳定性、高温稳定性、弹性恢复能力更好,微波活化胶粉沥青的离析软化点差为1.5℃,弹性恢复率为72%;活化废胶粉改性沥青混合料的路用性能优于普通基质沥青混合料,其高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力均得到改善;就集料级配而言,间断级配AR-AC13的高温稳定性、低温抗裂性优于连续级配AR-AC13,抗水损害能力与连续级配AR-AC13相当。微波活化废胶粉有助于提升沥青混合料的路用性能。     

不同胶粉掺量的橡胶沥青黏弹性能评价

通过高速剪切方法制作橡胶沥青后采用DSR温度扫描试验得到橡胶沥青的黏弹性参数,通过频率扫描试验再拟合得到主曲线,对比不同温度,不同胶粉掺量条件下的橡胶沥青的黏弹性特性。通过研究得出:随着温度的升高,沥青弹性部分所占比例变小,可恢复变形变少,不可恢复变形变大;胶粉的加入可以增加沥青的黏性,同时提升沥青的弹性性能;通过对橡胶沥青的复数剪切模量G*和相位角δ的研究发现胶粉的加入可以提升橡胶沥青的G*,同时显著降低δ,从而提升沥青抵抗变形的能力;通过分析橡胶沥青的主曲线,在较高温度时,基质沥青与橡胶沥青以及不同掺量的橡胶沥青之间的区分度明显,胶粉的掺量越大,复数剪切模量越大,表明沥青的黏性越大,抵抗变形的能力越强。在较低试验温度时,差异较小,沥青的黏性变化不大;通过对比CA模型拟合参数,证明胶粉可以改善沥青的黏弹性性能,同时使沥青从弹性到稳态流动这个过程更加平缓,从而导致沥青在中等加载时间和温度的作用下弹性性能更好,不容易发生脆性破坏。     

次氯酸钠活化橡胶沥青微观特性研究

为改善橡胶沥青储存稳定性，采用次氯酸钠活化橡胶粉的方法制备活化橡胶沥青，对活化前后的橡胶沥青性能微观和宏观性能进行测试。研究结果表明:次氯酸钠活化改善了胶粉与沥青的相容性，使得胶粉与沥青的反应更加充分；活化胶粉降低了橡胶沥青黏度，改善了橡胶沥青施工和易性，且提高了橡胶沥青的高温性能；通过红外光谱观测可知，活化橡胶沥青没有出现明显的特征峰，表明活化橡胶沥青主要以物理反应为主；此外，采用HP-GPC的方法，测得活化橡胶沥青的LMS值明显高于普通橡胶沥青，且建立了橡胶沥青LMS与车辙     

有机类温拌橡胶沥青流变改性机理研究

研究发现在不影响工程性能的条件下,有机类温拌剂能够明显的改变橡胶沥青的流变性能,但是人们对于温拌橡胶沥青的流变机理的研究却很少。研究选取40目的胶粉和PG64-22基质沥青在室内制备胶粉掺量为18%（外掺）的橡胶沥青,并以Sasobit为温拌剂制备温拌橡胶沥青。研究测定了橡胶沥青以及不同Sasobit掺量的温拌橡胶沥青的粘度、高温性能和中低温性能,并通过一些非常规的试验,包括组分试验、差热试验（DSC）、红外光谱,从化学组分和分子结构角度对橡胶沥青以及温拌橡胶沥青进行微观分析。试验结果表明,Sasobit和橡胶沥青没有发生复杂的化学反应,但它能够影响橡胶沥青的组分含量以及各组分的聚集状态,从而改变橡胶沥青的流变性能。     

基于活化特性的橡胶沥青性能及其改性机理研究

为了改善和提高橡胶沥青性能,采用次氯酸钠活化橡胶粉的方法,并结合扫描显微电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、粘度及动态剪切流变仪(DSR)对活化橡胶沥青的微观及宏观性能进行研究。测试结果表明:次氯酸钠活化可使胶粉和沥青之间的接触面积相应增大,同时增加胶粉表面的活性成分,提高胶粉与基质沥青间的相容性;活化胶粉可显著降低橡胶沥青粘度,且胶粉掺量越大,降粘效果越明显,从而提高沥青路面施工和易性;活化橡胶沥青的车辙因子略大于普通橡胶沥青的车辙因子,说明次氯酸钠活化对于橡胶沥青高温性能有一定的改善作用;橡胶沥青活化前后的FTIR图谱没有明显的吸收峰变化,未产生新的官能团,说明次氯酸钠活化在橡胶沥青体系中仅起到增容的作用。     

抗裂型橡胶沥青物理力学性能试验研究

采用不同胶粉掺量、胶粉细度、拌和温度、拌和时间制备橡胶沥青，并测试橡胶沥青的针入度、软化点、延度、弹性恢复、粘度等指标，研究制备条件对橡胶沥青性能影响；同时，采用四组分法和红外光谱分析了橡胶沥青的微观结构。结果表明:橡胶沥青宜采用由货车轮胎磨细得到的20目胶粉，生产温度可为180℃~200℃，发育时间宜为60分钟，胶粉掺量应根据项目要求确定，但最低掺量不宜小于18%；根据对橡胶沥青微观结构分析结果，胶粉与基质沥青未发生复杂化学反应，橡胶沥青性能的提高主要源于胶粉与基质沥青混溶后的物理状态改变。     

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。     

基于胶浆理论的橡胶沥青室内试验研究

通过研究脱硫胶粉与普通胶粉两种材料制备的橡胶沥青,进行橡胶沥青胶浆体系指标的系统研究。室内研究得出:当橡胶粉掺量为20%,橡胶沥青胶浆体系确定出的最佳粉胶比为1.0;采取感温指数VTS作为橡胶沥青胶浆体系温度敏感性能的评价指标;针对橡胶沥青胶浆体系,动态剪切流变仪由室内试验确定出适合的试样厚度即1.5mm,从复数黏度、复合弹性模量、车辙因子等手段评价橡胶沥青胶浆体系的流动特性、抗永久变形和抗车辙能力。     

植物油活化胶粉沥青流变及微观性能研究

为提高胶粉在沥青中的溶解度,改善橡胶沥青高黏问题,探讨植物油用于胶粉活化的可行性,采用流变学试验,对不同种类助剂活化胶粉沥青的力学性能变化规律进行了研究,并结合红外光谱、凝胶渗透色谱试验(GPC)探究橡胶沥青微观结构变化。结果表明:植物油的降黏效果更好,但其活化后橡胶沥青的弹性性能及抗变形能力相对较差,红外光谱中C=C键含量相对较少,解释了其力学性能较弱;反式烯烃CH的产生和芳环C=C、共轭烯烃含量的增加验证了胶粉的脱硫、降解反应;GPC测试显示植物油活化胶粉沥青,中、大分子含量较多,说明其脱硫降解反应更剧烈。     

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。     

活化废胶粉改性沥青机理研究

针对微波辐射活化废胶粉改善沥青的作用机理展开了研究。采用微波辐射的方法对胶粉进行活化,实验室制备普通废胶粉改性沥青与活化废胶粉改性沥青。利用接触角分析、溶胀试验及X射线能谱分析(EDS)等方法研究了微波活化胶粉的机理;利用电子扫描显微镜(SEM)、差示扫描热量仪(DSC)及动态热机械分析仪(DMA)分析了活化胶粉改善沥青性能的机理。结果表明:活化后废胶粉表面接触角、平衡溶胀率、表面羟基含量、含氧基团均增加,微波辐射有效地打断胶粉中的S-C和S-S键,胶粉从原本交联的网状结构转变为线形结构,使得胶粉表面活性大大加强;活化胶粉在沥青中的颗粒形貌更加蓬松,体积膨胀更加明显,与沥青结合更加稳定,活化胶粉改性沥青的结构更加均匀和致密;沥青组分及其损耗角正切发生变化,因而其性能更优越。     

基于逼近理想点排序法的废旧胶粉改性沥青生产工艺参数优选

采用3个废旧胶粉掺量(10%,15%和20%)、4个反应时间(15,60,120 min和240 min)、3个搅拌速率(1 000,2 000,3 000 r/min)和3个反应温度(160,190℃和220℃)等不同工艺参数制备橡胶沥青。同时,检测所制备橡胶沥青的黏度、失效温度、车辙因子并计算复数模量指数。在此基础上,探讨了反应温度、胶粉掺量和搅拌速率对橡胶沥青关键指标-黏度的影响规律和机理。利用逼近理想点排序法(TOPSIS)对橡胶沥青的路用性能进行综合评价,以评价结果优选橡胶沥青制备方案。结果表明:TOPSIS法运用于橡胶沥青路用性能多指标评价时能够获得较好的结果;橡胶沥青生产工艺参数中的反应时间与生产温度存在交互影响;推荐的最优制备工艺参数为:反应温度190℃、胶粉掺量20%、搅拌速率2 000 r/min、反应时间60 min。     

维他连接剂橡胶沥青性能影响因素试验研究

研究了胶粉的种类、粒径、用量及拌和时间对橡胶沥青性能的影响。结果表明：两种胶粉（斜交胎与子午胎）对沥青性能的改善并无明显的差异;胶粉的粒径对性能有一定的影响;胶粉用量对沥青改性有显著作用。     

脱硫胶粉改性沥青高温稳定性能影响因素分析

为了研究脱硫胶粉改性沥青高温黏度影响因素及高温稳定性变化规律,通过旋转黏度试验,分析橡胶沥青高温黏度变化规律及影响因素,并通过黏流活化能分析橡胶沥青的高温稳定性能。研究表明:橡胶沥青的流变学性能随着基质沥青的油源及生产工艺、改性沥青制备工艺、旋转黏度计转速、转子型号而发生改变;通过键能分析脱硫胶粉表面二次脱硫的成因,并且采用黏流活化能分析橡胶沥青高温稳定性表明改性沥青制备工艺对橡胶沥青高温稳定性有显著影响。     

微波胶粉改性沥青热稳定性研究

为了研究胶粉经微波活化后对其改性沥青热稳定性的影响,以不同微波活化时间处理的胶粉制备的改性沥青为研究对象,利用差热分析(DSC)、热重试验(TG、DTG)对微波胶粉改性沥青的高温分解过程进行表征,并分析了沥青的热性质和其宏观性能之间的关系。结果表明:胶粉经过微波活化后,其改性沥青的吸热峰均发生下降,当微波活化时间为90s时,沥青的吸热峰能量最低,沥青的热稳定性最好;经过微波处理后的胶粉,其改性沥青残留质量相比未活化胶粉改性沥青要高,其热稳定性增加;沥青DSC曲线的吸热峰能量与沥青的高温指标车辙因子间具有较好的相关性,胶粉的微波活化使沥青热稳定性和高温抗车辙能力均得到明显改善。     

废旧轮胎橡胶改性沥青的研究进展

文中介绍了有关废旧轮胎组成、橡胶沥青的改性机理以及影响橡胶沥青性能的各种因素，废旧轮胎的主要成分为橡胶与炭黑，这两种成分在改性过程中起主要作用；不同类型废旧轮胎对改性沥青的影响主要在于轮胎中橡胶含量不同；橡胶改性机理以物理溶胀填充为主、化学共混为辅，重点讨论了胶粉粒径、胶粉添加比例、搅拌条件等对橡胶沥青性能的影响。