温拌剂对SBS复合改性沥青低温性能影响研究

通过室内试验,采用软化点试验、针入度试验和布式黏度试验对添加SNJ温拌剂的基质沥青和SBS改性沥青的中高温流变性能进行评价;采用弯曲梁流变试验对SNJ温拌剂的SBS改性沥青的低温流变性能进行评价。试验结果表明:掺加SNJ温拌剂后,基质沥青和SBS改性沥青的针入度下降、软化点升高、135℃布氏黏度显著下降。从弯曲梁流变试验来看,SNJ温拌剂的加入会引起基质沥青和SBS改性沥青劲度模量上升和蠕变速率的下降,低温性能明显下降。相比较而言,SNJ温拌剂对于基质沥青低温性能的不利影响更加显著,高掺量SBS下的复合沥青具有一定能力弥补温拌剂的不利影响。     

温拌剂对沥青黏温性能影响的试验研究

利用布氏黏度试验,测定不同温拌剂掺量时温拌沥青黏度随剪切速率、温度的变化,对比研究温拌沥青和基质沥青的黏温性能。试验结果显示,当温度超过120℃时,温拌沥青逐渐转变为牛顿流体,剪切速率改变引起的沥青黏度改变很小,基本可忽略;当温度相同时,温拌剂掺量对沥青黏度的影响与试验温度有关,当温度为90~100℃时,随着温拌剂掺量的增多,沥青黏度逐渐增大,而当温度在105~150℃之间时,随着温拌剂掺量的增多,温拌沥青的黏度逐渐降低;当温拌剂掺量为2%~4%%时,温拌剂在高温时对沥青的降黏效果较好,同时低温时对沥青黏度的提高较大。相比于基质沥青,温拌沥青的施工温度显著降低,拌和温度与碾压温度的降低幅度都在10℃左右。     

新型温拌添加剂对沥青性能影响的研究

Sasobit温拌技术是目前发展最为成熟、应用最广的温拌技术之一,但该技术不仅经济成本高,而且一直被国外所垄断。在国内,温拌添加剂研究与开发也很多,可是性价比普遍偏低,研发的温拌添加剂与Sasobit温拌添加剂对沥青降黏效果和其它性能影响的比较研究报道更是少之又少。因此,首次比较研究了由有机添加剂OMD、塑料再生蜡ROW和无机稳定剂ISD三种成分自主合成的一种新型沥青温拌添加剂OCAA与Sasobit温拌剂对基质沥青、成品改性沥青的黏度效果和常规性能影响情况,发现该温拌添加剂对沥青的降黏效果和常规性能影响不仅与Sasobit温拌剂相近,部分性能甚至更优,更具市场竞争力。     

新旧混融沥青中再生剂与温拌剂的相互作用

为深入了解新旧混融沥青中再生剂与温拌剂之间的相互影响,通过在两种比例的新旧混融沥青中单独和同时掺入一种再生剂及温拌剂,借助沥青的针入度试验、软化点实验、延度试验和135℃的动力黏度试验,对再生剂与温拌剂间的相互作用进行了研究。试验结果表明:单独作用下,FBK再生剂和Evotherm3G温拌剂均降低了新旧混融沥青的软化点和135℃的动力黏度,而在协同作用下发现,5%的再生剂与0.6%温拌剂搭配下的混融沥青性能更好。     

温拌剂对温拌沥青及其混合料性能的影响

为探究Sasobit温拌剂对于沥青混合料路用性能的影响规律,首先借助原子力显微镜对温拌沥青的微观结构进行了表征,其次研究了温拌剂各掺量在不同温度对于沥青黏度的影响规律,在此基础上,对温拌沥青混合料进行级配设计,研究其相关路用性能。结果表明,沥青在加入温拌剂后,自身微观结构并未产生明显的变化,蜂状结构分布均匀,无团聚,温拌剂材料分散性良好,能够在沥青中均匀分布;温拌剂能够在高温时降低沥青的黏度,当温拌剂掺量为3%时,温拌沥青高温时的黏度相对于基质沥青大概可以下降25%;通过车辙试验,发现温拌剂的加入能够显著地提高沥青混合料的高温性能,温拌沥青的动稳定度相比热拌沥青的动稳定能够提高10%以上;通过水稳定性能试验,发现温拌沥青的水稳定性能较好;通过低温性能试验,发现温拌沥青混合料的低温性能主要由基质沥青的性质决定。     

温拌剂对SBS改性沥青黏度及黏流特性影响研究

为了探究温拌剂的种类、掺量对SBS改性沥青的黏度及黏流特性的影响,采用布氏旋转黏度仪测定在不同温度(60℃～175℃)下、2种温拌剂在3种掺量下的黏度,并运用Saal公式拟合黏温曲线分析温拌剂对SBS改性沥青黏度的影响,再计算黏流活化能,分析其黏流特性。研究结果表明:在相对低温阶段(60℃～115℃),SBS改性沥青的黏度与温拌剂掺量呈正比;在高温阶段(135℃～175℃)呈反比,中间存在明显的转折临界温度;Sasobit在掺量为3%时对SBS改性沥青的黏度影响趋于稳定,而LDPE随着掺量的增加,对SBS改性沥青黏度的影响较大;黏流活化能的大小不能准确地反映沥青黏度的变化。     

以石蜡为温拌剂的橡胶温拌沥青流变性能研究

为了探究石蜡作为温拌剂改性橡胶沥青的可能性,该文以1.5%的石蜡及15%橡胶粉复合改性基质沥青,制备了温拌橡胶沥青,并探究了石蜡-橡胶温拌沥青的流变性能。通过对基质沥青、橡胶沥青、石蜡-橡胶温拌沥青及常用的Sasobit-橡胶温拌沥青进行旋转黏度试验、高温与低温流变性能试验,揭示了石蜡对橡胶沥青工作性能与流变性能的影响。研究结果表明:石蜡可如Sasobit般显著降低橡胶沥青高温下的旋转黏度,改善橡胶沥青的工作性能;石蜡略微降低了沥青的高温流变性能和低温流变性能,但橡胶弥补了这一不足,石蜡-橡胶温拌沥青的高低温性能较基质沥青仍具有显著优势。故石蜡可作为温拌剂用于温拌橡胶沥青的制备。     

RH改性沥青流变特性研究

为探索RH温拌剂对沥青性能的影响,选用SK 70#沥青为基质沥青,分别掺入2、3、4、5%的RH温拌剂制备改性沥青。测试了上述五组沥青的3大指标、135℃布氏粘度以及流变特性。结果表明RH温拌剂的掺入提高了沥青的高温等级有影响,当RH掺量不超过5%时,低温等级保持不变。     

温拌橡胶沥青降黏作用机理研究

为研究两种类型温拌剂(表面活性剂类和有机蜡类)对橡胶沥青的降黏作用机理,基于红外光谱、原子力显微镜、荧光显微镜等试验手段对温拌橡胶沥青的官能团、微纳观结构和形貌进行研究。结果表明：表面活性类温拌剂能显著增加橡胶沥青中的酰胺基团,并与沥青质、胶质发生相互作用形成较强的氢键,减小沥青质的缔合作用力;同时,这类温拌剂能在沥青微粒和橡胶颗粒表面形成结构性水膜,产生滚珠效应,从而降低沥青黏度。有机蜡类温拌剂则通过吸附、包裹在橡胶颗粒和沥青质周围,形成一层蜡膜,利用这种蜡膜的润滑、包裹、吸附作用,减小沥青质和橡胶颗粒间的摩擦,降低沥青黏度。无论是表面活性剂类还是有机蜡类温拌剂,其对橡胶沥青的降黏作用机理均是通过在橡胶颗粒和沥青微粒界面上产生润滑作用来降低橡胶沥青的黏度。     

温拌剂在旧沥青路面就地热再生中的应用研究

为探讨温拌技术与热拌技术的性能差异及检验温拌剂再生混合料的路用性能,进行运动黏度、高低温稳定性、水稳定性等试验,对比了2种温拌剂的技术指标,对添加Sasobit温拌剂的混合料特性进行了试验,并进行了施工测试。结果表明,120℃时使用Sasobit温拌剂的沥青黏度最小,其值仅为0.8Pa·s;使用Sasobit组的沥青再生混合料高温稳定性最高,Evotherm组次之,热拌组低温性能较好,3组残留强度均高于90%,且Sasobit组综合性能指标更为合理。使用Sasobi温拌技术的旧沥青再生混合料及其施工路面的技术指标均能达到技术规范要求,值得推广。     

EC-120温拌改性沥青胶结料性能试验研究

对EC-120有机降粘温拌改性沥青进行旋转粘度、常规性能指标、流变特性等试验研究,试验表明,EC-120作为一种熔点在100℃左右的有机添加剂,与沥青相容性好,制备容易,不存在离析问题。试验还表明在温拌改性沥青中,EC-120可降低沥青的高温粘度,提高中低温粘度,从而降低沥青混合料的拌和和压实温度;可降低沥青针入度,提高软化点和抗车辙因子,从而大幅改善沥青的高温稳定性;会使温拌改性沥青的延度降低,疲劳因子增大,蠕变劲度增大,变形速率减小,对沥青的抗疲劳和低温抗开裂性能略有消极影响。     

高黏复合改性橡胶沥青技术性能研究

采用弯曲梁蠕变试验、线性振幅扫描试验分析高黏复合改性橡胶沥青的流变性能,并对其与SBS、高黏沥青进行了黏度试验和储存稳定性试验分析,研究了3种沥青的抗紫外线老化性能,最后采用显微镜分析了3种沥青的微观结构。结果表明:相较于SBS改性沥青和高黏沥青,高黏复合改性橡胶沥青的弹性恢复性能、低温抗开裂性能、疲劳性能和抗紫外线老化性能更优;高黏复合改性橡胶沥青具有高温黏度小、低温黏度大的特点,比高黏沥青更易于施工;另外,高黏复合改性沥青的储存稳定性显著提高,可实现橡胶沥青的工厂化生产。     

WTR/APAO复合改性高黏沥青及改善排水性沥青混合料性能研究

为制备废旧轮胎胶粉（WTR）高黏改性沥青，将WTR和APAO改性剂按照一定比例复配后对基质沥青进行复合改性，通过高黏改性沥青评价体系指标、WTR复合改性沥青针入度评价体系指标，评价WTR/APAO复合高黏改性沥青性能，优化WTR/APAO复配方案；通过动态力学流变性能试验分析复合改性沥青的动态力学性能。研究表明：掺加WTR和APAO能显著提升沥青的60℃动力黏度、170℃运动黏度、黏韧性、软化点和25℃弹性恢复率，同时降低了针入度；随WTR、APAO掺量增大，WTR/APAO复合改性沥青的能量损耗因子逐渐增大，复合改性沥青发生相同的塑性变形所需外力增大，WTR/APAO复合改性沥青表现出良好的阻尼特性。增大WTR和APAO掺量显著改善OGFC-13排水性沥青混合料的综合路用性能，20%WTR+6%APAO、20%WTR+8%APAO比14%TPS改性OGFC混合料有更好的综合路用性能与抗疲劳耐久性能。     

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。     

泡沫温拌再生沥青与热拌再生沥青温度敏感性研究

对回收沥青掺量分别为0%,20%,40%,60%,80%的泡沫温拌再生沥青和热拌再生沥青进行针入度试验,布氏黏度试验和动态剪切流变试验,研究其温度敏感性能。结果表明:回收沥青的加入可以降低泡沫温拌再生沥青和热拌再生沥青的温度敏感性能,且泡沫温拌再生沥青温度敏感性要小于热拌再生沥青,泡沫温拌再生沥青的力学性能相对稳定;采用黏温指数｜VTS｜和复数模量指数CNI评价泡沫温拌再生沥青的温度敏感性较为合理。     

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。     

纳米 Al2O3 改性沥青的制备及其性能研究

为了研究纳米Al2O3改性剂对A-70#基质沥青物理性能、流变特性的影响及其微观改性机理。基于室内试验制备了不同掺量（1%、2%、3%、4%、5%）的纳米Al2O3改性沥青,对其进行三大指标、黏度、流变、抗老化性能及其傅里叶红外光谱试验测试。结果表明：加入纳米Al2O3之后,基质沥青的软化点和黏度提高,针入度及延度下降,纳米Al2O3最佳掺量为4%。由流变试验结果可知,纳米Al2O3可以提升基质沥青的车辙因子,显著增强其高温稳定性,抗老化性能得以提升,但对低温抗裂性能不利。根据微观分析结果,纳米Al2O3与基质沥青之间既产生了物理变化,又有微弱的化学反应存在。     

掺量和VA含量对EVA改性沥青性能的影响

为探索乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的掺量和乙酸乙烯(VA)含量对沥青性能的影响规律,制备了5%和10%两种掺量的EVA改性沥青,且每种掺量下EVA改性剂中的VA含量分别为18%、25%和32%,对制备的改性沥青分别进行常规指标测试、布氏黏度测试、流变测试和接触角测试。结果表明:简单或短时间搅拌无法使EVA在沥青体系内分散均匀,EVA与沥青的相溶性受VA含量的影响较大;EVA的加入使得沥青针入度降低、软化点提高、延度下降,体系温度敏感性下降;高VA含量不利于提升体系高温稳定性和黏聚性。     

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。     

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。