基质沥青与SBS改性剂对改性沥青性能影响浅析

随着我国交通事业的发展,推动了公路建设的大发展,并取得了辉煌的成就,为我国经济建设做出了很大贡献。同时,交通流量的增长,车载质量的增加,再加上高低气温的作用,对道路影响和破坏也在增加,因此,对道路质量的要求愈来愈高。为了提高道路路面的使用性能,保证路面良好的使用状态,延长路面的使用寿命,就必须探寻更高性能的路面材料。SBS改性沥青混凝土具有很好的高温稳定性、低温抗疲劳能力,较好的抗车辙能力;改善了沥青的水稳定性,提高了路面的抗滑能力,增强了路面的承载能力,提高了沥青的抗氧化能力,是一种技术含量和附加值较高的新型优良的路面材料。在路面设计和施工管理中,为了发挥SBS改性沥青材料优良性能,就要对改性沥青的机理和影响性能的因素进行分析,为生产实践提供依据和参考。     

SBS改性剂与基质沥青的配伍性研究

为了经济合理的选择基质沥青与SBS改性剂及其掺量,课题采用SK90号和镇海90号两种基质沥青,岳化791、燕山4303、独山子T6302三种SBS改性剂,改性剂掺量为3．6％、4．0％、4．4％和4．8％,进行SBS改性剂与基质沥青的配伍性研究。研究结果表明：岳化791改性SK90号沥青低温性能突出,2者具有较好的配伍性;独山子T6302改性镇海90号沥青能在掺量较小的备件下,表现出良好的高、低温性能,2者配伍性最好。     

SBS与沥青相容性的研究

改性剂与沥青的相容性是决定改性效果和改性沥青制作工艺的关键因素，而聚合物改性沥青的相容性与基质沥青的组成，聚合物的剂量，聚合物成分结构以及贮存温度密切相关，利用热贮存稳定性试验系统研究了SBS与基质沥的相容性，结果表明，线形SBS普遍比星型SBS具有较好的相容性，SBS含量小于3％时的改性沥青的稳定性也较好，沥青质含量适中，芳香分含量越小的基质沥青与SBS相容性也越好。     

直投式改性剂对SBS改性沥青流变特性影响研究

采用不同掺量的直投式改性剂对SBS改性沥青进行改性,并进行了不同改性剂掺量下,改性沥青的PG高温分级试验、MSCR试验和主曲线测试。PG分级试验结果表明,改性剂掺量的提高,能够显著提升SBS改性沥青的高温分级。MSCR试验结果表明,直投式改性剂能够显著降低SBS改性沥青蠕变回复率的温度敏感性,改善SBS改性沥青的抗永久变形能力和其对于高温的温度敏感性,并能在一定程度上降低改性沥青的应力敏感性。主曲线测试结果表明,CAM模型对于添加直投式改性剂的SBS改性沥青拟合程度较高,且拟合程度随着改性剂掺量的提高而增加。直投式改性剂能够提高SBS改性沥青在较低频率区域范围的模量,对于改性沥青在高频区的影响较小。     

道路沥青改性剂的选择和应用

介绍道路改性沥青的分类，标准，特性和应用，从其成本和性能出发，推荐在施工现场制造ＳＢＳ改性沥青作为我国发展改性沥青的方向。     

SBS品种对改性沥青技术性能的影响分析

以室内试验为基础,研究了SBS1301-1、SBS4303-2改性沥青的技术性能随其掺量的变化规律,进而分析了SBS1301-1和SBS4303-2改性剂对改性沥青的高温性能和低温性能的影响,结果表明SBS改性剂的掺入,沥青的高温性能和低温性能都得到了明显的改善提高,其中线型SBS1301-1对于低温性能的改善更为明显,而星型SBS4303-2对于高温性能的改善较为明显。     

辅助改性剂在SBS改性沥青中的应用对比研究

主要针对SBS改性沥青在使用中出现的高温易软化、低温易龟裂等问题,采用试验和理论分析的方法,研究了单一无机辅助改性剂、单一有机辅助改性剂及二者复合的辅助改性剂对SBS改性沥青性能的影响。试验结果表明:加入无机辅助改性剂后,改性沥青的高温性能得到改善,SBS改性沥青的软化点提高了48.01%;有机辅助改性剂使改性沥青的高低温性能都能很好地改善,特别是低温性能,其中SBS改性沥青的延度(5℃)提高了188.46%,软化点提高了39.40%;复合辅助改性剂虽然对改性沥青的高低温性能有所改善,但存在一定局限,SBS改性沥青延度(5℃)提高了57.69%,软化点却降低了4.64%。因此,选择有机化合物作为辅助改性剂,能更好地改善SBS改性沥青的高低温性能。     

沥青品种对SBS改性沥青性能的影响

采用具有代表性的3种基质沥青，分别掺入相同剂量的SBS，按照相同的加工工艺制备SBS改性沥青；通过技术技术试验来分析沥青品种对SBS改性沥青性的影响，结果表明：同一种改性剂对不同的基质沥青会有不同的改性效果，并不是所有的沥青都可以采用同样的聚合物改性剂和改性工艺达到相同的改性效果。     

SBS改性剂与基质沥青的配伍性研究

SBS改性剂的改性效果不仅与其剂量和改性工艺有关,还受到改性剂与不同基质沥青的配伍性影响。本文通过对比试验,阐述SBS改性剂对于不同的基质沥青其改性效果的差异,强调应用改性沥青时应注意SBS改性剂与基质沥青的配伍性。     

沥青自愈合性能评价指标修正及应用

通过对比和分析现有沥青自愈合指标的不足,以模量下降速率重新定义自愈合指标,该指标值越小说明沥青材料的自愈合性能越优。采用动态剪切流变仪（Dynamic Shear Rheometer,DSR）对7种沥青进行不同间歇时间和不同损伤度下间歇加载式的自愈合试验,以毛细扩散理论下的自愈合行为方程对自愈合指标进行线性拟合,获得代表沥青瞬时自愈合和后期自愈合的参数,用以研究沥青的自愈合性能。结果表明：沥青的自愈合指标随着间歇时间的增大而减小,但其变小的速率趋于缓慢;7种沥青在不同损伤度下的自愈合指标值与间歇时间的0.25次方存在较好的线性正相关,判定系数R²均在0.85以上,无论是基质沥青还是改性沥青,新指标都具有较好的适用性;SBS改性沥青的瞬时自愈合优于基质沥青,随着添加到SBS沥青中改性剂掺量的增大,改性沥青的瞬时自愈合表现出先弱后强的趋势,而这7种沥青的后期自愈合性能与其瞬时自愈合性能正好相反,代表瞬时自愈合和后期自愈合的参数具有较好的负相关,说明瞬时自愈合性能优的沥青其后期自愈合性能较差。     

沥青改性剂对沥青混合料疲劳性能影响研究

针对4种沥青改性剂路孚8000、TPS、Sasobit、SBS,利用控制应变的小梁疲劳试验,在一定的应变量下,研究各种改性剂对沥青混合料疲劳性能的影响。研究结果表明,无论何种剂量的路孚8000、TPS和SBS改性剂,对沥青混合料疲劳性能均有较大的改善,TPS和SBS改善效果较显著,尤其是TPS;SBS的疲劳寿命与基质沥青相比也增加了3倍以上。而对于Sasobit,在以一定应变为控制模式的疲劳试验中得出的结果是疲劳寿命减小。对于改性剂路孚8000和TPS,随着改性剂剂量的加大,沥青混和料疲劳寿命逐渐加大。     

SBS聚合物改性剂与基质沥青的配伍性研究

对不同类型、不同牌号的SBS和不同的基质沥青,采用不同掺配按照相同的加工工艺制备SBS改性沥青,通过技术指标试验来分析SBS类型、牌号、掺量和基质沥青对SBS改性沥青性能的影响,结果表明:星型SBS的改性效果并不一定优于线型SBS,但线型SBS较星型SBS与同一种基质沥青有更好的相容性;SBS嵌段比为30/70的SBS的改性效果优于嵌段比为40/60的SBS;与同一类型的SBS改性剂相容性越好的基质沥青,其改性效果越好;而同一种SBS改性沥青的改性效果随SBS改性剂掺量(小于5.5%)的增大而提高。     

SBS物理改性沥青与化学改性沥青性能对比研究

国内外对SBS物理改性沥青和化学改性沥青性能对比还未有深入研究。为此,对SBS物理改性沥青和化学改性沥青的性能采用常规与非常规(美国SHRP)的试验方法进行了较为系统地研究,进而对物理改性沥青和化学改性沥青的感温性能、高温稳定性、低温抗裂性以及抗老化性能进行了对比分析。同时,通过沥青混合料的试验,对两种改性沥青的路用性能进行比较,并且结合实际工程铺筑试验路对室内试验的结果进行验证。结果表明,SBS化学改性沥青的性能更为优越,是一种值得推广的路用材料。     

不同温拌添加剂对SBS改性混合料性能的影响

通过室内试验评价了Sasobit,Aspha-min和Evotherm DAT等3种不同的温拌添加剂对SBS改性沥青混合料的拌和与压实温度、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳特性的影响。结果表明,Sasobit,Aspha-min和Evotherm DAT均能明显降低SBS改性沥青混合料的拌和与压实温度,降温幅度分别为30℃,15℃和40℃。Sasobit能明显提高混合料的高温稳定性,Aspha-min对混合料水稳定性有明显降低作用,Evotherm DAT对混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性均有提高作用。另外,Sasobit和Evotherm DAT对SBS改性沥青混合料疲劳寿命均有明显提高作用,提高幅度分别为36%和47%,而Aspha-min对混合料疲劳寿命无明显增大作用。     

反应性助剂对SBS改性沥青的化学改性研究

通过在SBS改性沥青中加入反应性助剂,用化学改性的方法使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、加成等化学反应。沥青性能测试结果表明,加入含活性基团较多的有机胺类反应性助剂后,SBS改性沥青的软化点提高了48%,高温性能得到了明显改善。加入含芳香类物质较多的酯类反应性助剂后,SBS改性沥青的高、低温性能都有较大程度的提高,特别是低温延度提高率达到184%。DSC测试结果表明,反应性助剂A和B的加入提高了SBS改性沥青的温度稳定性,提高率分别为22%和8%。同时TGA曲线也进一步证实了反应性助剂能提高SBS改性沥青的温度稳定性。SBS和沥青之间稳定空间网络结构的形成使沥青的性能得到根本改善。     

SBS改性沥青与多功能改性助剂的反应性改性研究

通过在SBS改性沥青中加入多功能改性助剂,使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、烷基化、加成等化学反应.通过沥青性能测试、组分分离与测试、红外光谱和DSC测试等试验结果表明,在多功能改性助剂作用下,沥青中部分饱和分和芳香分转变成了多环结构的胶质和沥青质,使SBS与沥青以化学键的形式连接成三维空间网状结构,从而提高了SBS改性沥青的低温延度和温度稳定性.加入多功能改性助剂1后,沥青软化点提高率可达42.7%,加入多功能改性助剂2后沥青低温延度的提高率可达96.2%.     

SBS改性沥青与多功能改性助剂的反应性改性研究

通过在SBS改性沥青中加入多功能改性助剂，使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、烷基化、加成等化学反应。通过沥青性能测试、组分分离与测试、红外光谱和DSC测试等试验结果表明，在多功能改性助剂作用下，沥青中部分饱和分和芳香分转变成了多环结构的胶质和沥青质，使SBS与沥青以化学键的形式连接成三维空间网状结构，从而提高了SBS改性沥青的低温延度和温度稳定性。加入多功能改性助剂1后，沥青软化点提高率可达42．7％，加入多功能改性助剂2后沥青低温延度的提高率可达96．2％。     

改性沥青中SBS改性剂掺量的热重分析

SBS是一种高分子橡塑类聚合物,将其掺人普通沥青中进行改性,可以充分发挥它的高温稳定性、低温抗裂的优势,显著地提升道路沥青的质量和使用性能。通常SBS改性沥青的含量为3％-5％,当SBS含量不足时,难以形成连续空间网状结构,从而导致改性沥青的性能无法达到预期的目标,大打折扣,严重时会导致改性沥青的不稳定或者在使用过程中的降解,严重的影响工程质量。然而,目前还没有一个准确的快速方便的进行SBS改性剂掺量的检测方法。本文将利用热重法对SBS改性沥青进行分析,得到并分析了不同SBS含量的改性沥青的热重曲线。研究发现,改性沥青热重曲线的第三失重峰所对应温度随着SBS含量的升高而线性地增大,因此可以作为一种检测改性沥青中SBS掺量的快速可行的方法,在高速公路行业推广应用。     

SBS及BRA岩沥青改性沥青混合料性能比对研究

通过对BRA岩沥青改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料进行室内性能对比试验。同时结合宝鸡至陕甘界高速公路的工程项目实施,探讨了BRA岩沥青改性沥青混合料的技术优势,为岩沥青改性沥青混合料的广泛应用提供了技术参考。