布敦岩沥青改性沥青高温动态流变性能研究

采用动态剪切流变仪对布敦岩沥青(BRA)改性沥青高温动态流变性能进行试验研究。结果表明,BRA改性沥青的温度敏感性随岩沥青掺量的增加而降低;岩沥青掺量达到20%时,BRA改性沥青的PG分级要高于基质沥青一个温度等级;掺量达到40%时,BRA改性沥青的车辙因子接近于SBS改性沥青;车辙试验结果与车辙因子关系表明岩沥青掺量的增多提高了沥青混合料的动稳定度,车辙因子适用于评价BRA改性沥青的高温性能。     

布敦岩沥青Superpave-20路用性能试验研究

运用美国Superpave级配设计理念,采用旋转压实(SGC)成型沥青混合料试件,分别对SBS改性沥青混合料与布敦岩沥青(BRA)混合料进行路用性能比较和分析。试验结果表明:相同沥青用量时,SBS改性沥青混合料的高温稳定性优于BRA岩沥青混合料,两者的水稳性能和低温抗裂性能相差不大。BRA岩沥青混合料所有性能指标均满足路面规范要求,证明掺少量BRA岩沥青便可显著改变基质沥青高温稳定性和水稳定性。同时BRA岩沥青较SBS改性沥青成本低,施工方便,环保节能。     

SBS改性沥青的流变特性研究

通过粘度、动态剪切流变试验来研究SBS改性沥青的高温流变特性,弯曲梁流变试验来研究SBS改性沥青的低温流变特性,系统的分析了SBS改性沥青在高、低温下所表现出的与基质沥青所不同的流变特性。     

关于布敦岩改性沥青流变性能研究

为研究布敦岩沥青掺量对70~#道路石油沥青性能的影响,分别对掺加0%、15%、20%、25%和30%布敦岩沥青的70~#道路石油沥青的高温性能、低温性能和温度敏感性能进行测试。试验结果表明:掺加BRA后,70~#道路石油沥青的针入度减小、软化点升高、延度值降低、粘度值增大,当BRA的掺量在15%~25%之间时,BRA改性沥青的温度敏感性能与SBS改性沥青相接近。当BRA的掺量为30%时,70~#道路石油沥青的粘度值仍小于SBS改性沥青。70~#道路石油沥青的车辙因子随着BRA掺量的增加而逐渐增大,而低温性能变差。当BRA的掺量在20%~25%之间时,BRA改性沥青的高温性能与SBS改性沥青相差不大。并建议BRA的掺量宜在25%左右。     

SBR/BRA复合改性沥青流变性能试验研究

将SBR-1和SBR-2两种橡胶改性剂加入BRA改性沥青中制备SBR/BRA复合改性沥青,采用布氏旋转粘度试验、DSR和BBR试验,对不同SBR-1和SBR-2掺量(0%、2%、4%、6%、8%)的SBR/BRA复合改性沥青的高温抗剪切变形能力、低温抗裂性和抗疲劳性能进行评价。试验结果表明,SBR-1和SBR-2都可提高沥青的高温抗剪切变形能力,但SBR-2在掺量大于6%后对高温性能不利。SBR-1和SBR-2都能够提高沥青的抗疲劳特性和低温性能,但就低温来说,SBR-2的效果更好。综合各方面性能,推荐SBR-1和SBR-2的掺量为4%～6%。     

BRA改性沥青中的BRA掺量及改性机理研究

对不同掺量BRA改性沥青以及SBS改性沥青各指标进行了对比分析,并采用多种测试方法对BRA改性沥青的改性机理进行了研究。研究结果表明:BRA对基质沥青存在物理和化学的双重改性作用,以物理改性为主;同时推荐BRA在基质沥青中的最佳掺量为14%。     

BRA改性沥青混合料AC-13C适宜掺量的研究

依托湖南凤大高速公路BRA改性沥青路面试验段,选取5种BRA掺量,对BRA改性沥青混合料BAC-13C的配合比设计和路用性能进行了研究。研究结果表明:BRA中天然沥青可替代部分基质沥青,矿物质可替代部分细集料和矿粉;随着BRA掺量的增加,基质沥青最佳油石比呈线性减小,但其减小量小于BRA中天然沥青的增加量,故BRA改性沥青混合料的总最佳油石比略高于普通沥青混合料的0.1%~0.2%。BAC-13C的各项路用性能均达到改性沥青混合料的技术要求,且BRA的掺入可显著提高沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及抗拉强度,但对低温抗拉能力有所影响。因此,BRA改性沥青混合料具有优良的路用性能,适合于南方湿热地区高等级公路沥青路面使用,提出BRA的适宜掺量为混合料质量的2%~4%,最佳掺量为3%。     

聚氨酯改性沥青改性机理和性能

为了解决聚合物改性沥青储存稳定性差、易离析、易老化等问题, 利用聚氨酯(PU) 对沥青进行化学改性; 制备了PU改性沥青, 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA) 和差示扫描量热法(DSC) 试验研究了PU改性沥青的改性机理, 采用Brookfield旋转黏度试验、动态剪切流变(DSR) 试验、低温弯曲梁流变(BBR) 试验、旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT) 和紫外老化试验等评价了PU改性沥青、SBS改性沥青和70#基质沥青的性能。研究结果表明: 圆盘锯齿式搅拌器可以很好地暴露沥青中的活性基团, 使PU达到较好的改性效果; PU改性沥青中主要存在2种反应, 一是异氰酸酯与多元醇之间反应生成氨基甲酸酯, 二是异氰酸酯与沥青质中的芳香族化合物之间发生加成反应; PU改性沥青的高温布氏黏度高于同温度下的SBS改性沥青, 且64℃时的抗车辙因子是SBS改性沥青的6倍左右, 说明其高温性能非常优异; PU改性沥青RTFOT前后针入度比达到了85%, 软化点变化幅度为0.5℃, 说明其抗热氧老化性能非常优异; 在紫外老化试验中, PU改性沥青软化点和针入度变化范围分别为1℃~4℃和0.1~0.3 mm, 说明其抗紫外老化性能非常优异。      

几种改性沥青零剪切黏度的测试分析

对基质沥青和4种改性沥青分别进行高温条件下的稳态流动试验和静态蠕变试验,应用流变模型拟合零剪切黏度（ZSV）,并对拟合结果进行深入分析。结果表明：稳态流动试验可反映沥青的稳态流动状态,由该试验拟合的ZSV与60℃动力黏度具有较高的相关性,能较好地评价基质沥青和部分改性沥青的高温性能,但无法准确描述高强改性沥青优秀的抗车辙性能;两种试验结果拟合的改性沥青ZSV相差很大,静态蠕变试验的拟合结果明显偏小,说明改性沥青尚未进入稳态流动状态,需要更长的蠕变时间才能获得准确的ZSV。     

活化煤矸石改性沥青胶浆高温性能影响因素研究

采用动态剪切流变试验(DSR)对比研究了不同粉胶比条件下(0.6,0.8,1.0,1.2,1.4)和不同温度条件下(64,70,76,82℃)活化煤矸石和矿粉改性沥青胶浆的高温流变性能;运用灰熵法分析了活化煤矸石改性沥青胶浆高温性能影响因素——温度、活性成分Si O2含量、粉胶比、135℃运动黏度、胶浆软化点——的显著性。结果表明:活化煤矸石代替矿粉作为填料可使沥青胶浆的高温性能有大幅提高;粉胶比对活化煤矸石改性沥青胶浆高温性能有最显著影响。