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。     

赤泥改性沥青黏温特性分析

为了探讨赤泥对温拌沥青的改性作用,制备了5种不同掺量的赤泥改性沥青试样,主要研究赤泥对改性沥青黏度及温度敏感性的影响,在控制剪切率、掺量的基础上进行不同温度下的布氏黏度试验,通过不同温标下的黏温指数分析了赤泥掺量对沥青温度敏感性的影响。结果表明:温度高于135℃时,改性沥青的黏度受剪切率的影响逐渐变小;赤泥掺量为5%的改性沥青黏度最大,温度敏感性最小;赤泥掺量为3%时,可在一定程度上起到降黏的效果。     

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...     

青川岩改性沥青制备工艺优化

国产青川岩沥青可以作为改性剂制备改性沥青。为着重研究青川岩改性沥青的制备工艺,以中海70~#基质沥青为研究对象,研究不同掺量时青川岩改性沥青性能的优劣,确定其最佳掺量;并基于正交试验对最佳掺量下青川岩沥青改性沥青的制备工艺进行优化。试验结果表明:掺加7.5%青川岩沥青制备的改性沥青性能最佳,在其制备过程中应着重考虑剪切时间的影响,控制发育温度、发育时间、剪切温度、剪切时间分别为160℃、60 min、180℃、60 min时可获得综合性能最佳的青川岩改性沥青。     

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。     

HDPE改性沥青试验室制备工艺及性能研究

为了研究HDPE改性沥青制备工艺,以AH-90#沥青为基质沥青,通过正交试验和方差极差显著性分析,得到HDPE掺量、剪切速率、剪切时间和加热温度4个因素对HDPE改性沥青指标的影响规律。通过分析,确定制备HDPE改性沥青最佳工艺参数为:剪切速率为4 500r/min,剪切时间为25min,加热温度为170℃,改性剂HDPE掺量为5%。研究结果可为HDPE改性沥青的制备和应用提供依据。     

橡胶粉/高黏剂复合改性沥青制备研究

采用废旧橡胶粉和高黏剂对70号基质沥青进行复合改性制备改性沥青。通过正交试验分析了废旧橡胶粉目数、掺量和高黏剂掺量对沥青性能的影响,并在高温稳定性、低温柔韧性、弹性恢复性能的基础上结合135℃黏度指标进行控制,综合考虑价格成本和废旧橡胶粉利用量因素,优选出正交试验设计下最佳方案为:添加10%掺量的60目橡胶粉与8%掺量的高黏剂复合改性。在与传统单一改性沥青对比发现:最佳方案下的改性沥青高温、低温和弹性恢复性能优于橡胶沥青和SBS改性沥青,而稍低于高黏沥青,但其成本较低,易于施工,经济环保优势显著,应用前景良好。     

SBS改性沥青等黏原则的改进

普通沥青混合料按照ASTM D2493的等黏原则可以确定沥青混合料的施工温度,但不适宜于改性沥青混合料。通过4种SBS改性沥青混合料在不同压实温度下的旋转压实试验建立毛体积相对密度与压实温度的关系,由此得到混合料最佳压实温度,根据该最佳压实温度下的黏度与剪切速率关系,得到黏度0.28 Pa.s对应的剪切速率大约在60 s-1。由此建议改进的改性沥青等黏原则测黏剪切速率为60 s-1,而不是ASTM D2493规定的6.8 s-1,结果表明新方法确定的改性沥青混合料施工温度可降低10℃以上。     

高黏度弹性恢复沥青的制备与性能研究

为制备高黏度弹性恢复沥青,高效利用废弃物降低工程造价,采用橡胶粉(CR)和布敦岩沥青(RA)替代部分SBS改性剂,制备5种不同改性剂掺量的高黏度弹性恢复沥青,通过常规性能和流变性能试验评价其弹性恢复能力、黏韧性和高低温性能。结果表明,橡胶粉和布敦岩沥青可显著提高沥青的软化点、黏度、黏韧性和弹性恢复能力,增强沥青的抗塑性变形能力,较好的黏韧性可增强沥青的弹性和拉伸能力,使沥青具有较好的抗冲击能力;橡胶粉和布敦岩沥青可显著提高沥青的车辙因子,增强沥青的高温性能和抵抗剪切荷载的能力;与基质沥青相比,高黏度弹性恢复沥青的低温流变性能明显提升,-12℃时的低温流变性能满足要求;高黏度弹性恢复沥青的最佳配比为SBS掺量3%、RA掺量10%、CR掺量15%、稳定剂掺量0.2%。     

温拌剂对高黏沥青及其混合料性能的影响

为研究不同类型温拌剂对高黏沥青及其混合料性能的影响,选择3种常用温拌剂,以不同掺量掺入高黏沥青中,并进行路用性能试验,验证不同温拌剂对高黏沥青降黏效果的差异。结果表明:不同类型温拌剂对TPS高黏沥青基本性能指标的影响差异较大;有机降黏类温拌剂Sasobit和EC120降黏效果相当,均能使高黏沥青施工温度降低10℃左右,乳化型温拌剂Ev3G能使高黏沥青施工温度降低20℃左右。综合比较分析,乳化型温拌剂Ev3G与TPS高黏沥青的配伍性更好,确定其最佳掺量在0.6%左右。     

基于双螺杆挤出机成型的复合改性剂制备的高黏沥青性能研究

为研究通过双螺杆挤出造粒机成型的复合改性剂性能,文中采用该设备将SBS改性剂、C9石油树脂,以及工业废油3种原料加工成型为颗粒状复合改性剂,旨在探究使用该复合改性剂制备高黏沥青与常规制备方法得到的高黏沥青在性能上的差异。通过进行沥青的三大指标测试、短期老化试验、布氏旋转黏度试验、沥青黏韧性试验及60℃动力黏度试验测试发现,由双螺杆挤出造粒机成型的复合改性剂制备出的高黏沥青性能接近常规制备方法下的高黏沥青,且前者60℃动力黏度值更高,其性能完全满足超薄罩面对高黏沥青的要求。此外,由双螺杆挤出造粒机成型的复合改性剂具有出色的稳定性和储存性;其熔融性能优异,使用此复合改性剂制备高黏沥青可大幅缩短制备过程所需的剪切时间,从而减少大量能耗。     

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。     

高黏剂对高黏弹改性沥青宏观性能和微观结构的影响

通过常规性能试验、动力黏度试验、弹性恢复试验和Brookfield黏度试验，研究了高黏剂种类和掺量对高黏弹改性沥青宏观性能的影响，利用荧光显微镜探究了改性沥青微观结构变化，评价了自主研发的高黏剂制备的STC-10高黏弹沥青混合料路用性能。结果表明：不同类型高黏剂均能显著降低改性沥青针入度，提高软化点和延度，但对60℃动力黏度和135℃黏度有不同影响。高黏剂掺量提高导致改性沥青中零散的聚合物微粒向网络结构转变，网络结构间出现明显过渡区，对改性沥青高低温性能的增强具有重要作用。STC-10沥青混合料各项性能指标均满足相关规范技术要求，证明高黏弹改性沥青和STC-10级配在超薄罩面中应用具有可行性。研究成果为新型高黏弹改性沥青在同步超薄罩面中的应用提供了科学依据。     

聚氨酯改性沥青制备与性能评价

为优化聚氨酯改性沥青制备工艺,探讨掺量对改性沥青影响并对性能进行评价,测定不同制备参数及掺量的聚氨酯改性沥青软化点、车辙因子、延度、动力黏度及弹性恢复率指标,进行聚氨酯改性沥青混合料路用性能试验。结果表明:制备参数对改性沥青的影响排序为剪切时间、剪切温度、剪切速率,其中剪切时间对高低温性能影响突出;综合考虑优选制备参数为剪切时间60min,剪切温度170℃,剪切速率6 000r/min;聚氨酯掺量的增加可提高改性沥青性能,但掺量超过25%效果减缓,同时该掺量的聚氨酯改性OGFC混合料具有较高的渗水系数,且动稳定度、低温破坏应变及残留稳定度均能满足规范要求,具有较好的路用性能。     

TLA掺量对基质沥青物理性能的影响分析

以天然沥青(特立尼达湖沥青TLA)对SK90~#基质沥青进行改性,基于正交试验方法确定改性沥青的最佳制备参数,结合室内试验分析了不同掺量TLA对基质沥青针入度、软化点、延度、粘度、动态剪切流变等基本物理性能的影响。结果表明,TLA改性沥青的最佳制备参数为剪切时间40min、剪切温度170℃、剪切速率4 000r/min;掺入TLA后,沥青的高温性能有所提高,延度不合适作为TLA改性沥青的低温性能指标;随着TLA掺量的增加,TLA改性沥青的粘度、高温性能及弹性性能增强。     

纳米SiO_2改性沥青老化性能及黏温特性研究

将掺量为5%的纳米SiO_2加入普通70#石油沥青中,通过高速剪切制取了纳米SiO_2改性沥青,并采用旋转薄膜烘箱对其进行了不同时间的老化,对不同老化时间后的纳米SiO_2改性沥青性能进行了测定;采用旋转黏度仪对不同温度下的纳米SiO_2改性沥青的旋转黏度进行了测定,并同普通70#沥青进行了对比,对纳米SiO_2改性沥青的黏温特性进行了研究;通过弯曲梁蠕变试验对纳米SiO_2改性沥青的低温蠕变特性进行了试验。结果表明:纳米SiO_2的掺加改善了沥青的抗老化性能;纳米SiO_2改性沥青在常温下的黏度明显高于普通石油沥青,而随着温度的升高,这一差距逐渐缩小;纳米SiO_2改性沥青混合料的施工温度高于普通石油沥青混合料,且当纳米SiO_2掺量为5%时,其最佳拌和温度为168~174℃,最佳压实温度为157~162℃;纳米SiO_2改性沥青的低温性能略逊于普通沥青。     

基于正交试验的复合高黏高弹改性沥青制备及性能研究

为提高沥青黏度,降低高黏沥青成本,采用C5石油树脂、高黏橡胶油、SBS改性剂、硫化物稳定剂对70号基质沥青进行复合改性。通过四因素四水平正交试验,以60℃动力黏度为主要评价指标,弹性恢复、软化点、135℃旋转黏度为次要评价指标得出最优配方。结果表明:(1)复合高黏高弹改性沥青的最佳制备掺量为6%C5石油树脂+4%高黏橡胶油+7%SBS+0.2%稳定剂;(2)石油树脂和高黏橡胶油为60℃动力黏度的主要影响因素,SBS改性剂大大提高了沥青弹性和高温稳定性;(3)硫化物稳定剂也可以改善沥青的弹性恢复能力,但对其他指标影响较小;(4)根据最优方案制备的复合高黏高弹改性沥青黏度大,性能优异,造价低,具有广泛的应用价值。     

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。     

不同温拌剂对沥青路用性能的影响

为研究不同类型温拌剂对于沥青性能的影响,选择常用降黏型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Asphamin分别加入到基质沥青和SBS改性沥青中,通过针入度、软化点、延度及黏度试验,研究对比这两类温拌剂对沥青感温性能、高低温性能及黏滞性的影响。由等黏温度定理,推算出部分温拌沥青混合料的施工温度,并以此对比分析其降温效果。结果表明:两类温拌剂均能显著提高沥青高温性能,掺入4%Sasobit和4%Aspha-min能使沥青软化点分别增长48%和31%,均可有效降低沥青的高温黏度和压实温度(降温范围在18～24℃之间)。同时,也能提升沥青的低温黏度(95℃下分别提升278%和14.7%),提高沥青路面抗流动变形的能力。但两种温拌剂对沥青低温性能呈不利影响,且这种不利影响与掺量呈正相关,因此应合理控制温拌剂掺量。     

高节能低排放型温拌沥青混合料的应用

为了研究高节能低排放型温拌沥青混合料的性能,针对温拌沥青及沥青混合料试验,研究了不同掺配比例温拌剂对沥青三大指标和布氏旋转黏度的影响,以及不同击实温度对沥青混合料空隙率及马歇尔稳定度的影响。结果表明:温拌剂的最佳掺配比例为沥青含量的3%,沥青混合料最佳击实温度为120℃。温拌沥青混合料试验路的铺筑和检测结果也验证了上述结论。