基于微观结构特征的SBS改性沥青再生剂研发

SBS改性沥青在环境因素作用下发生老化,主要表现为SBS分子链发生了降解。针对SBS改性沥青网络结构的变化,本文利用荧光显微镜电镜、凝胶渗透色谱等微观表征手段,分别采用两种环氧官能团化合物(脂肪族缩水甘油醚树脂和缩水甘油胺类)与催化裂化油浆和基质沥青混溶,制备了两种再生剂。结果表明两种再生剂均可恢复SBS改性沥青三嵌段分子链结构,但脂肪族缩水甘油醚树脂类再生剂再生效果更优。     

再生剂对SBS改性沥青宏观性能与微观结构的影响

通过制备SBS改性剂掺量为0～5.0%的改性沥青并测试针入度、软化点、5℃延度、弹性恢复以及旋转黏度,研究了改性沥青宏观指标与SBS改性剂掺量间的联系。改性沥青再生试验表明：含SBS改性剂成分的B再生剂比普通A再生剂对老化改性沥青再生效果更好,抗老化能力也更为优异。采用红外光谱测试以及荧光显微镜成像对改性沥青中SBS改性剂含量进行定量以及定性的测定,并与改性沥青宏观指标相对应。改性沥青老化后其SBS改性剂含量降低,仅使用再生剂对其进行再生并不能恢复SBS改性剂含量,A/B新旧混合沥青中SBS改性剂含量进一步提升,可以达到3.05%的较高含量。采用动态剪切流变(DSR)试验研究改性沥青的高温抗车辙能力,老化后回收沥青的高温稳定性增强,掺入再生剂会降低其高温抗车辙能力,再生沥青、新旧混合沥青与新改性沥青的高温特性相似。     

基于红外光谱法的SBS改性沥青共混机理分析

采用高速剪切工艺在实验室制备了SBS物理和化学改性沥青,基质沥青采用日本加德士70#,SBS为岳阳化工厂生产的YH-791型线型结构。基于红外光谱法对SBS改性沥青中沥青的杂原子化合物及SBS中特征官能团的分析与探讨,通过比较基质沥青、SBS、SBS物理改性沥青及SBS化学改性沥青这四种红外光谱图,揭示了SBS改性沥青的共混机理。结果表明SBS物理改性沥青的红外光谱图为基质沥青与SBS红外光谱图的简单叠加,说明SBS与基质沥青只是简单的物理共混共容。而SBS化学改性沥青的红外光谱图却有略微变化,这是由于SBS与基质沥青在强剪切力作用下的溶混炼以及稳定剂的添加,其中少量的SBS发生断裂,产生大分子自由基,从而与基质沥青发生化学反应的结果,SBS之间发生交联反应而SBS与基质沥青之间发生了接枝反应。利用红外光谱法还可以测定SBS改性沥青中SBS的含量,从而评价SBS改性沥青的技术性能。对于这方面工作,有待进一步探讨与深入研究。     

SBS改性沥青的老化与再生研究

随着我国沥青路面再生利用的逐渐增多,沥青的老化与再生成为研究的重点。本文在室内制备SBS改性沥青和选取再生剂,对SBS改性沥青的老化与再生特性展开研究,并与基质沥青进行比较,结果表明SBS改性沥青的各项性能指标随着老化程度的加深而逐渐下降,再生剂通过组分调和可以一定程度上恢复老化沥青的性能指标,但其对老化SBS改性沥青的延度和软化点恢复效果并不理想,并不能真正意义上实现SBS改性沥青的再生。     

热再生施工中SBS改性沥青老化与再生效果评价

采用智能化监测设备获取就地热再生高温加热后的沥青路面温度分布,研究就地热再生施工过程中高温加热对SBS改性沥青的老化与再生效果的影响;采用常规试验和红外光谱分析,对比室内外再生效果的差异。结果表明：沥青经过长期自然老化后低温性能下降,黏性增强,再生剂加入可改善老化沥青的低温延展性能,红外光谱分析表明,再生剂加入有助于调整老化沥青的组分。就地热再生高温加热后沥青路面的表面温度可达230℃,原路面老化改性沥青经过加热机高温加热后发生二次老化,此外,现场再生沥青的性能并没有得到有效改善。综合室内外原路面老化沥青的再生效果,提出需根据原路面老化沥青的现场再生情况,为现场施工质量的保证留出一定的再生剂余量。     

老化SBS改性沥青再生性能试验研究

为揭示老化SBS改性沥青的再生规律和指导再生沥青设计,分别测试了应用新SBS改性沥青和再生剂再生老化SBS改性沥青的性能,并回归了再生沥青性能与新沥青、再生剂掺量的关系。研究结果表明,再生SBS改性沥青的高温性能好,低温性能不能得到有效地改善,必须采取新SBS改性沥青与再生剂复合再生方式。由于SBS改性剂交联网络结构在老化前后的差异,再生SBS改性沥青软化点随新沥青和再生剂掺量的增加呈现出相反的发展趋势。再生SBS改性沥青的黏度、针入度与新沥青、再生剂掺量之间非线性关系可采用两相液体混溶模型描述,软化点、延度与新沥青或再生剂掺量之间分别具有良好的线性和指数关系。     

不同再生方式的再生S BS改性沥青老化性能研究

采用新基质沥青、新改性沥青和再生剂再生老化 SBS 改性沥青,测定了不同方式再生后的 SBS 改性沥青 RTFOT老化前后的25℃针入度和老化后的残留延度,以及不同老化时间后的质量损失。通过对不同再生再生方式再生后的 SBS 改性沥青的残留针入度比、残留延度和质量损失率进行对比,分析再生 SBS 改性沥青的老化性能。研究结果表明,通过新改性沥青再生的 SBS 改性沥青的老化性能优于通过新基质沥青和再生剂再生的 SBS改性沥青。     

老化SBS改性沥青再生性能预估模型研究

为揭示老化SBS改性沥青的再生规律,指导再生沥青设计,文中分别测试了采用新SBS改性沥青和再生剂再生老化SBS改性沥青的性能,并运用两相液体混溶理论对再生沥青性能与新沥青、再生剂掺量的关系进行了研究。结果表明,单一再生剂的再生SBS改性沥青的高温性能好,低温性能不能得到有效改善,必须采取新SBS改性沥青与再生剂复合再生方式;再生SBS改性沥青的粘度、针入度与新沥青、再生剂掺量之间的非线性关系可采用两相液体混溶模型描述,软化点、延度与新沥青或再生剂掺量之间分别具有良好的线性和指数关系。     

基于老化程度的SBS复合改性沥青低温流变性能分析

为研究温度与老化程度对SBS复合红油增塑剂及C9石油树脂改性沥青低温流变性能的影响,采用弯曲梁流变试验(BBR)对3种老化程度条件下的SBS复合改性沥青低温流变性能进行研究,并与基质沥青和SBS改性沥青进行对比分析。研究表明,掺加增塑剂的SBS改性沥青低温性能优于其他沥青,但随温度下降及老化程度加深增塑剂对其改性沥青低温性能改善作用明显下降;掺加石油树脂的SBS改性沥青低温性能最差,但可以改善其改性沥青抗老化性能。通过松弛弹性模量主曲线方法分析可知,老化程度是影响沥青应力松弛能力的主要因素,因此建议通过减缓沥青老化程度的方法来延长其使用寿命。     

接枝SBS对改性沥青稳定性的影响及机理研究

通过沥青基本性能测试、红外光谱测试、荧光显微镜研究了接枝SBS对改性沥青稳定性能的影响及其机理。结果表明:丙烯酸接枝到SBS,在SBS中引入极性基团,其改性为化学改性;接枝SBS改性沥青的改性剂和沥青之间界面非常模糊,改性剂和沥青有较好的相容性,界面结合强度较好;接枝SBS(2%~6%SBS)离析后软化点差仅为0.1~1.1℃,提高了改性沥青的高温储存稳定性,达到了规范的要求。     

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。     

高聚物化学网构改性沥青混合料路用性能室内试验研究

高聚物化学网构改性沥青是在沥青中通过活性剂使分散在沥青中的高聚物分子发生化学反应，使高聚物分子链之间以化学键的形式形成强有力的三维空间网状结构．沥青与高聚物改性剂组成一个互穿网络相结构的混合物。本文选用AH-70号普通沥青、以其为基质沥青生产的两种SBS改性沥青(SBS材料品种不同)、PE改性沥青、化学网构改性沥青和国外某改性沥青等6种沥青，以及AK16、SMA16两种沥青混合料进行系统室内试验对比研究．考察混合料的路用性能。试验研究表明．高聚物化学网构改性沥青混合料的强度、高温稳定性、低温抗裂性、疲劳性能、水稳定性能和抗油浸蚀能力等较原普通沥青都有不同程度地提高，且比用同一基质沥青改性的PE改性沥青、两种SBS改性沥青和国外某改性沥青综合性能优越，是适合高等级公路建设需要的一种优良的新型改性沥青。     

一种植物油基再生剂的制备及其对改性沥青的再生效果研究

以回收废弃植物油为主要原料,与基质沥青、石油基轻质油及少量的植物油基增塑剂复配而得一种沥青热再生剂ZS-101。通过分析再生剂的低温区(20℃～40℃)黏度、老化SBS改性沥青再生后的常规指标等指标受再生剂的各组分掺配比例的影响规律,得到再生剂最佳制备工艺。对比测试了自制再生剂与两种不同种类市购再生剂对SBS改性沥青的再生效果、车辙因子G*/sinδ以及多应力蠕变试验指标等,为模拟沥青路面受热高温以及长期和重载服役受损情况,试验用老化基质沥青和SBS改性沥青均经TFOT和PAV两阶段老化。结果显示,相同掺量条件下,自制再生剂对老化SBS改性沥青高低温性能具有更优的改善效果,且自制再生剂主要成分以及增塑剂均为废弃植物油基产品,经济和环保效益非常显著。     

老化SBS改性沥青再生利用试验研究

摘要：为探究老化SBS改性沥青再生利用的可行性。采用薄膜烘箱试验对室内制备的SBS改性沥青进行老化,通过添加自制再生剂对老化SBS改性沥青进行再生,对原样与再生SBS改性沥青进行常规试验、疲劳试验,并对其进行二次老化,对比分析原样与再生SBS改性沥青的常规性能、抗疲劳性能及抗老化性能。试验与分析结果表明：老化SBS改性沥青的再生利用是可行的,再生SBS改性沥青抗疲劳性能与抗老化性能在一定程度上甚至优于原样SBS改性沥青。     

厂拌热再生SBS改性沥青优化设计方法研究

为了合理地提高旧沥青混合料掺配比例、利于再生沥青路面技术的推广应用,提出了一种综合考虑再生沥青技术性能和经济效益指标要求的再生沥青优化设计方法。结合厂拌热再生SBS改性沥青路面工程,系统地测试了新、旧SBS改性沥青和再生剂不同掺配比例(旧沥青掺量占新旧沥青总量的0%,20%,30%,40%,100%;再生剂掺量占旧沥青的0%,4%,8%,12%)时的再生SBS改性沥青性能指标,并对比单一使用再生剂或新沥青再生与复合使用再生剂和新沥青再生两种测试结果发现,新沥青、再生剂都能够改善旧SBS改性沥青的性能,但单一再生的SBS改性沥青低温性能差,而应用复合再生方式能有效改善再生沥青的低温性能。为确定复合再生时旧沥青与再生剂掺量的合理范围,拟合了再生SBS改性沥青性能指标与旧沥青掺量、再生剂掺量的关系式,并计算了新SBS改性沥青混凝土路面费用与再生SBS改性沥青混凝土路面费用差值随旧沥青掺量、再生剂掺量的变化关系。根据再生SBS改性沥青技术指标要求,确定了旧沥青掺量和再生剂掺量的优化取值范围。指出一般情况下厂拌热再生SBS改性沥青混凝土路面费用明显低于新铺热拌SBS改性沥青混凝土路面费用,旧沥青混合料用量可达42%,突破了《公路沥青路面再生技术规范》的推荐范围。考虑再生沥青性能指标测试误差影响,剔除试验误差后旧沥青混合料用量为35.2%。     

再生SBS改性沥青混合料配合比设计方法

SBS改性沥青路面的养护维修将产生大量回收SBS改性沥青混合料。与回收普通沥青混合料相比,回收SBS改性沥青混合料具有更高的利用价值。在现行规范设计方法的基础上进行补充完善,形成再生SBS改性沥青混合料配合比设计方法,设计内容主要包括RAP料中老化SBS改性沥青老化程度的判别、老化SBS改性沥青的再生设计、RAP掺量的确定、新沥青用量确定等。     

老化公路SBS改性沥青多次再生的流变性能与耐久性研究

提取随岳高速公路废旧SBS改性沥青作为研究对象,采用0.8粉胶比并叠加9%再生剂配置沥青胶浆,利用旋转薄膜烘烤和PAV叠加仪对SBS改性沥青进行多次老化和再生。然后通过车辙因子G、劲度模数S和蠕变因子m对多次再生SBS改性沥青的流变性能和低温抗疲劳性能进行了回归分析和总结。研究发现:随着老化与再生次数增多,再生剂对于SBS改性沥青的再生效果逐渐变差,粘弹性逐渐降低;高温下多次再生沥青胶浆的车辙因子随着再生次数的增加呈现逐渐增强的趋势,并且三次老化>二次老化>一次老化>三次再生>二次再生>一次再生>原样;中温重复加载试验中二次老化与三次再生的衰减程度差别一般为2%~3%;低温下沥青胶浆的劲度模数与再生次数呈反向关系,多次再生后沥青胶浆的m值不具有明细的规律性,多次再生样品拥有更好抗低温性能,但是m值曲线与原装沥青胶浆的离散型偏大。     

生物再生剂再生沥青流变性能研究

为研究生物再生剂再生胶结料的流变性能,分析比较了基质沥青及SBS改性沥青的原样、老化沥青及不同掺量下的再生沥青流变性质。首先,通过旋转薄膜烘箱、压力老化获取了长期老化沥青,随后将老化的沥青与5%和10%的生物再生剂混合制备再生沥青,最后通过黏度试验、温度扫描及弯曲蠕变试验测试了原样沥青、老化沥青及再生沥青的流变性能。试验结果表明,生物再生剂的加入会使得老化沥青的各项性能向原始沥青靠近,其中车辙因子及黏度变化尤为明显,表现为添加10%的生物再生剂有助于将长期老化沥青的和易性和抗车辙能力恢复到原来的水平,但是疲劳因子及低温性能影响较弱,表现为添加10%的生物再生剂后两种老化沥青的疲劳因子仅降低30%,离原样沥青差距明显。此外,对比两种沥青的再生沥青可以发现,SBS改性沥青的再生需要考虑的情况更为复杂,简单的组分调和无法使得老化的改性沥青性能得到良好恢复。     

聚合物改性沥青老化后的流变特性研究

利用沥青常规试验和动态力学试验测量了3种基质沥青与15种聚合物改性沥青老化后流变性能的变化,表明常规试验能够描述基质沥青老化对流变特性的影响,但对聚合物改性沥青的评价却显得力不从心。动态剪切流变试验结果显示,聚合物改性沥青老化后流变性能与基质沥青相比有着不同的响应：EVA改性的沥青老化后的流变性向基质沥青转化;而SBS改性沥青的变化与共聚物分子结构的分解有关,使SBS由高分子共聚物降解成为低分子结构。     

纳米碳酸钙/二氧化钛与SBS复合改性沥青流变性能研究

利用高速剪切法制备纳米CaCO3/TiO2/SBS复合改性沥青,采用正交试验,通过常规性能试验确定复合改性沥青中3种改性剂的最佳配比,并对比分析了基质沥青、SBS改性沥青和复合改性沥青高温和低温时的流变性能.结果 显示:复合改性沥青中改性剂的最佳配比为:1％纳米TiO2 +4％纳米CaCO3 +4％ SBS;与基质沥青和SBS改性沥青相比,复合改性沥青具有更好的高温抗车辙能力,但耐疲劳性能低于SBS改性沥青;复合改性沥青的施工温度比基质沥青和SBS改性沥青分别高20℃和5℃;复合改性沥青的低温性能优于基质沥青,但比SBS改性沥青的低温性能差.