双螺杆挤出胶粉与RET复合改性沥青及其混合料性能研究

为解决传统橡胶沥青黏度大、施工温度高、易发生离析沉淀和橡胶粉掺量低的问题,采用微波活化和双螺杆挤出工艺对橡胶粉进行脱硫降解,同时为了进一步解决双螺杆挤出胶粉改性沥青高温性能损失大的问题,提出采用双螺杆挤出胶粉与反应型三元共聚物(RET)复配方案。采用针入度体系指标性能和Superpave沥青胶结料PG分级体系研究了10%、20%、30%橡胶粉复配0.5%、1.0%、1.5%RET改性沥青性能,进而通过三大路用性能试验和实体工程跟踪检测,验证了双螺杆挤出胶粉与RET复合改性沥青混合料路用性能。结果表明,用于TECRM/RET复合改性沥青适宜的双螺杆挤出胶粉掺量为20%~30%、RET掺量为1.0%~1.5%。在此复配方案下,TECRM/RET复合改性沥青的135℃黏度小于3.5 Pa·s、软化点大于65℃、25℃针入度40~60(0.1 mm)、25℃弹性恢复率大于80%、离析软化点差小于3.0℃,高低温PG分级达到了82、-24℃;双螺杆挤出胶粉改性沥青避免了普通橡胶沥青粘度大、易离析等弊端,是一种高低温性能和施工和易性能兼顾的改性沥青产品。相比SBS改性沥青混合料,TECRM/RET复合改性沥青混合料有突出的高低温性能和水稳定性优势。实体工程应用取得了优良的使用效果,研究成果为双螺杆挤出胶粉改性沥青推广应用提供可靠的技术保障。     

橡胶沥青应力吸收层性能试验研究

采用埃索70#基质沥青,以布氏旋转粘度、25℃针入度以及软化点为评价指标,进行橡胶沥青最佳胶粉掺量设计,在此基础上,采用疲劳试验和剪切试验来评价橡胶沥青应力吸收层的性能。试验结果表明:1)以橡胶沥青胶结料的布氏粘度、25℃针入度及软化点指标为标准确定的最佳胶粉掺量为18%(外掺);2)从加工工艺合理性、老化程度等因素考虑,橡胶沥青生产搅拌时间75~105 min比较合理;3)相比Strata应力吸收层、热改性沥青以及改性乳化沥青封层,橡胶沥青应力吸收层具有较好的抗疲劳性能和层间抗剪切性能,但其温度敏感性较差。     

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。     

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。     

添加剂对胶粉改性沥青性能的影响规律研究

为了探究多聚磷酸、马来酸酐和硫磺3种添加剂对胶粉改性沥青性能的影响规律,制备了各添加剂在不同掺量时的胶粉改性沥青,通过试验测定其25 ℃针入度、软化点、5 ℃延度、25 ℃弹性恢复率、135 ℃运动黏度和存储稳定性能,确定了各添加剂的最优掺量,并借助动态剪切流变试验,对比评价了各添加剂在其最优掺量下胶粉改性沥青的高温流变性能和抗短期老化性能。     

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。     

裂解剂掺量的变化对橡胶改性沥青性能的影响研究

为研究在橡胶沥青中采用不同掺量裂解剂制备裂解橡胶改性沥青,通过在不同的反应温度、反应持续时间条件下,测试裂解橡胶沥青胶结料的针入度、软化点、延度及135℃黏度性能指标。对试验结果进一步分析得出不同裂解剂掺量条件下的沥青胶结料混溶体系的反应状态,从而为后续工程中橡胶沥青混合料的应用提供技术支撑。     

橡胶粉掺量对Sasobit温拌橡胶沥青抗短期老化性能影响

为了分析基质沥青中橡胶粉掺量对Sasobit温拌橡胶沥青短期老化性能影响,进行了老化前后25℃针入度、软化点、180℃旋转黏度以及25℃弹性恢复试验,并计算其25℃残留针入度比、软化点增量、180℃旋转黏度比以及25℃弹性恢复比。研究结果表明:在基质沥青中掺入橡胶粉,有助于提高Sasobit温拌橡胶沥青的抗短期老化性能;短期老化使得橡胶粉进一步溶胀;当橡胶粉掺量多于20%时,Sasobit温拌橡胶沥青流动性变差,老化后黏度快速增大,黏度比增大较快,抗短期老化能力略有降低。     

橡胶沥青配伍性及黏附性能研究

为了评价橡胶沥青配伍性及黏附性能,选取5种不同油源基质沥青加工得到橡胶沥青,分析基质沥青组分、胶粉掺量与橡胶沥青常规性能的关联性;基于表面自由能理论,通过测定橡胶沥青的表面自由能及其参数,考察基质沥青组分、胶粉的含量、薄膜烘箱热老化及紫外光老化对橡胶沥青黏附性能的影响。结果表明:橡胶沥青针入度、软化点、延度指标受基质沥青性质影响明显,胶质和沥青质含量较高的沥青加工得到的橡胶沥青针入度小、软化点高、运动黏度较大;若生产用于热区,基质沥青宜选择重组分含量多的70~#基质沥青或者50~#沥青;随着胶粉含量的增加,橡胶沥青针入度减小、软化点升高,但其延度值较为接近,胶粉含量宜根据沥青组分信息确定掺加量;橡胶沥青在高温条件下储存会使其黏度下降,在180℃条件下储存8 h黏度将会下降60%,橡胶沥青在生产使用过程中应降低温度储存,高温下储存时间不宜超过8 h;随着胶粉掺量的增大,橡胶沥青的表面能增大;经过5,10,15 h薄膜烘箱热老化后沥青表面能呈现增大趋势,但老化后表面能变化率较小;紫外老化对橡胶沥青表面能性质影响不明显,组分不同的基质沥青加工得到的橡胶沥青经过10,20 d紫外光老化后表面能变化趋势不同。橡胶沥青的表面能主要受基质沥青品质的影响,受热老化时间和胶粉含量影响较小。     

彩色高黏沥青的制备与技术性能研究

通过对剪切速率、剪切温度、剪切时间三个参数拟定5个水平制备彩色高黏沥青,通过针入度、软化点、延度及60℃动力粘度评定其最佳制备工艺。最后通过布氏黏度绘制不同掺量高黏改性剂135℃-175℃的黏温曲线,确定其最佳施工温度用以指导实际施工。结果表明:彩色高黏沥青的最佳剪切温度为155℃,剪切速率4000r/min,剪切时间60min;不同掺量高黏剂彩色高黏改性沥青布氏黏度试验显示高黏剂显著改善沥青的黏结性能,但温度敏感性有所提高,建议最佳高黏剂掺量为17%。     

高掺量橡胶改性沥青性能研究及优选

橡胶沥青的掺量大小对沥青的性能和使用成本都有显著的影响。为了提高橡胶改性沥青掺量的同时兼顾其性能，本研究选择20%、30%、40%、50%4种掺量的橡胶改性沥青，通过温度扫描试验和弯曲梁流变试验评价不同掺量的橡胶改性沥青的高温性能与低温性能，并根据规范要求确定PG分级。通过拟合半对数坐标下车辙因子-温度曲线，对比了老化前后各个沥青的感温性。结果表明：高温流变性能方面，老化前后车辙因子大小均表现为40%RA>30%RA>50%RA>20%RA，当胶粉掺量超过40%以后，高温性能显著下降。随着胶粉掺量的提高，胶粉改性沥青的高温性能先上升后下降，考虑高温性能，则胶粉掺量不宜超过40%。从半对数坐标的拟合结果来看，掺量在20%～40%之间时，胶粉能提高沥青的温度稳定性。低温性能方面，随着胶粉掺量的提高，胶粉改性沥青的低温变形能力和应力松弛能力逐渐增强。综合温度扫描试验和BBR试验的结果，得到4种胶粉改性沥青的PG分级结果：20%RA为PG82-22,30%RA/40%RA为PG88-28,50%RA为PG82-34。综合考虑性能和经济性，在实际工程中较为推荐30%掺量和40%...     

预处理废胶粉复合改性沥青制备工艺探讨

为探究预处理废胶粉复合改性沥青最佳制备工艺,以剪切温度、剪切时间、SBS掺量、稳定剂掺量为影响因素进行四水平正交试验,采用极差分析法分析各因素对沥青针入度、软化点、延度三大指标及弹性恢复、布氏黏度、离析等性能的影响,提出预处理废胶粉复合改性沥青最佳制备工艺参数为剪切温度180℃、剪切时间30 min、SBS掺量1％、稳...     

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。     

脱硫橡胶沥青改性剂制备及改性沥青性能研究

采用双螺杆挤出法对胶粉进行脱硫降解,通过正交试验得到脱硫橡胶改性沥青改性剂制备工艺关键参数;通过三大指标及高温剪切流变试验,分析脱硫橡胶改性沥青高低温性能;并掺加SBS探究其对脱硫橡胶改性沥青性能的影响。结果表明:改性剂制备工艺参数为裂解催化剂2.6 %、酸化油30.0 %、挤出温度290 ℃;脱硫橡胶沥青改性剂掺量对改性沥青高低温性能影响显著,最优掺量为20.0 %时,改性沥青软化点及5 ℃延度均显著增大,同时黏度较低,工作性能良好;脱硫橡胶可提高改性沥青的复数模量和车辙因子,降低相位角,改善沥青的高温抗变形能力;SBS的掺入提高了脱硫橡胶改性沥青的软化点和延度,改善了改性沥青的短期抗老化性能和弹性恢复性能。     

不同因素对复合橡胶沥青高温性能影响研究

以软化点和黏度为表征沥青高温性能的指标,设计多种工艺制备复合橡胶沥青(CR/SBS),并最终根据高温性能表现选择了最佳复合橡胶沥青的制备工艺,在此基础上通过正交试验确定了复合橡胶沥青的CR、SBS掺量和胶粉目数,并探究了加热次数对复合橡胶沥青的性能影响。结果表明:胶粉与SBS同时加入沥青中并搅拌至均匀,在180℃温度下剪切30 min后再搅拌30 min,最后在烘箱中溶胀30 min,制备效果最佳;CR/SBS的最佳材料组成为17%胶粉、2%SBS和40目胶粉。     

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。     

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。     

橡胶沥青及混合料配合比设计研究

对不同胶粉掺量下的橡胶沥青,进行针入度、软化点、延度、粘度、弹性恢复、粘韧性和韧性试验,结果表明胶粉掺量为23%(外掺)时,橡胶沥青的各项性能均较好。通过配合比设计,确定了矿料级配和最佳油石比,并对橡胶沥青混合料进行车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。结果表明,抗车辙剂可明显改善橡胶沥青混合料的高温性能,同时也会使其低温性能降低。     

稳定型橡胶沥青厂拌热再生混合料性能研究

为提升厂拌热再生沥青路面的使用性能,探索应用稳定型橡胶沥青改善再生混合料综合性能。在试验对比70#道路石油沥青、SBS改性沥青、传统湿法橡胶沥青以及稳定型橡胶沥青等胶结料性质的基础上,基于高模量混合料组成原理对橡胶沥青再生料进行了配合比设计。通过基本性能试验、高温车辙、低温弯曲、冻融劈裂及半圆弯曲试验探究了稳定型橡胶沥青再生料的路用性能。结果表明:稳定型橡胶沥青在针入度、软化点和弹性恢复率等指标方面与SBS改性沥青接近,施工和易性和存储稳定性显著优于传统湿法橡胶沥青;在旧料掺量低于50%的条件下,稳定型橡胶沥青再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,高温、低温稳定性及水稳定性得以兼顾;随着旧料掺量的提高,稳定型橡胶沥青再生混合料动态模量、高温抗车辙能力、抗水损能力提高,低温稳定性及抗裂性能有所下降。     

温拌橡胶沥青混合料压实温度对其体积特征的影响研究

为研究温拌措施对橡胶沥青混合料的体积特征的影响,首先利用旋转压实仪确定了普通沥青混合料(PG 64-22)、掺10%的橡胶粉的改性沥青分别与2种不同集料制备的4种沥青混合料的最佳沥青用量,然后向胶粉改性沥青混合料中添加Aspha-min和Sasobit 两种温拌剂,在压实温度为97、116、135、154℃时成型制备了...