SBS改性沥青与多功能改性助剂的反应性改性研究

通过在SBS改性沥青中加入多功能改性助剂,使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、烷基化、加成等化学反应.通过沥青性能测试、组分分离与测试、红外光谱和DSC测试等试验结果表明,在多功能改性助剂作用下,沥青中部分饱和分和芳香分转变成了多环结构的胶质和沥青质,使SBS与沥青以化学键的形式连接成三维空间网状结构,从而提高了SBS改性沥青的低温延度和温度稳定性.加入多功能改性助剂1后,沥青软化点提高率可达42.7%,加入多功能改性助剂2后沥青低温延度的提高率可达96.2%.     

SBS改性沥青与多功能改性助剂的反应性改性研究

通过在SBS改性沥青中加入多功能改性助剂，使聚合物SBS中的C=C与沥青中的活性基团发生交联、接枝、烷基化、加成等化学反应。通过沥青性能测试、组分分离与测试、红外光谱和DSC测试等试验结果表明，在多功能改性助剂作用下，沥青中部分饱和分和芳香分转变成了多环结构的胶质和沥青质，使SBS与沥青以化学键的形式连接成三维空间网状结构，从而提高了SBS改性沥青的低温延度和温度稳定性。加入多功能改性助剂1后，沥青软化点提高率可达42．7％，加入多功能改性助剂2后沥青低温延度的提高率可达96．2％。     

SBS改性沥青的化学改性研究

本试验以埃索70号沥青为基质沥青,SBS为主要改性剂,加入化学改性助剂制备的改性沥青,高低温性能得到提高,其中针入度75 cm,软化点提高到60.7℃,较未加化学改性助剂的SBS改性沥青提高了16%,延度增至62.8 cm,增加了62%.试验发现化学助剂是脂肪长链有机化合物时,有利于改善沥青延度,同时化学助剂分子内部含活性基团3～4个较好,过多会引起过度交联,过少又会交联不充分,从而影响改性效果.     

不同稳定剂对SBS改性沥青稳定效果的对比研究

通过试验测试不同老化时间样品的针入度、软化点和延度比较其相容性和路用流变学性能指标的变化,分析体系宏观稳定性和稳定剂性能特征,并通过形态结构照片分析稳定剂改善的效果。结果表明,加入稳定剂后改性沥青的高温储存稳定性明显改善,同时加入FD-06无硫稳定剂的改性沥青在热储存过程中性能更加稳定,不易离析。沥青中的部分组份具有化学活性,利用其活性点,引入带有活性基团的反应物,并通过被引入分子的化学结构的调节改善SBS与沥青的相容性,从而制备储存稳定性良好的SBS改性沥青。化学改性技术的应用提高了路用改性沥青的性能/价格比。     

多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料的路用性能研究

采用室内试验方法研究了基质沥青、SBS改性沥青及多聚磷酸(PPA)与SBS复合改性沥青的性能并对其沥青混合料进行了高温稳定性、低温性能及抗水损害性能的研究。结果表明:多聚磷酸的加入可以有效地提高SBS改性沥青的稳定性,且多聚磷酸与SBS复合改性沥青较SBS改性沥青在高温稳定性方面更具有优势,水稳定性二者相当,但由于PPA的加入促进了沥青胶质向沥青质的转化,导致低温性能略有下降。     

化学助剂对星形SBS沥青的改性研究

采用助剂制备一种反应性星形SBS改性沥青,研究助剂加入量为0.6％时,改变剪切时间和稳定剂加入时机对星形SBS沥青高低温及热储存性能的影响,对比其与完全剪切工艺所得改性沥青性能差异.结果表明:助剂加入量为0.6％时,改性沥青的软化点、延度、老化延度均是随着剪切时间增加先变好后变差,剪切时间为4 min时,改性沥青的综合性能最好;稳定剂后期加入为佳;加入助剂和高速剪切制得的改性沥青的高低温性能和储存稳定性相当,改性效果与原沥青的组分组成有关.     

SBS掺量对改性沥青及其混合料低温性能影响

针对高寒区沥青路面容易出现低温开裂的问题,从SBS改性沥青技术着手对其进行改善。首先,对70#基质沥青及3种不同SBS掺量的改性沥青进行BBR试验,然后,对其沥青混合料进行TSRST试验,建立两者之间的相关性及评价SBS改性沥青混合料低温性能。结果表明:掺加SBS的沥青材料的劲度模量降低、蠕变速率提高,高掺量时在-46℃以下时的低温性能也满足要求。其沥青混合料开裂时温度应力无明显差别,但应力增长速率明显放缓,开裂温度显著降低,即低温性能得到了改善。通过相关性分析表明,沥青材料与其混合料低温性能线性相关性良好,R2为0.93,即SBS材料通过改善沥青材料的劲度模量及蠕变速率来改善其混合料低温性能。     

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。     

基于动态频率扫描的SBS改性沥青老化性能分析

为了研究SBS改性沥青的老化特性,应用动态频率扫描试验,对不同老化程度下SBS掺量分别为0%、3%、6%的改性沥青进行了多个温度条件下的频率扫描,通过对主曲线的分析,并引入玻璃态转变温度来评价改性沥青与基质沥青老化前后的性能特点,最后利用CA模型拟合主曲线。研究表明:改性剂的加入改善了基质沥青的高、低温性能,同时减缓老化速率;老化使沥青低温抗裂性能大幅下降,但高温温度性能却有一定提高;玻璃态转变温度和CA模型对于评价沥青结合料性能均有较好的适用性。     

改善SBS聚合物改性沥青储存稳定性的措施

传统的SBS改性沥青是通过搅拌、剪切等物理方法将SBS均匀的分散于沥青中,SBS与沥青并没有发生明显的化学反应,仅仅是物理意义上的混溶。本文研究通过向SBS与沥青混合过程中加入化学助剂,使沥青与 SBS之间以及SBS之间形成网络结构,改善沥青与SBS之间的储存稳定性,提高改性沥青的使用性能。     

SBS改性沥青混合料路用性能及施工质量控制分析

通过室内试验和现场试验,对SBS改性沥青混合料路用性能和施工工艺进行分析,得出改性沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性变化规律。试验结果表明：添加SBS改性剂可极大改善基质沥青的高温性能;初压温度在施工中具有重要作用。实际工程应用表明,采用SBS改性沥青混合料可显著提高沥青路面使用品质。     

SBS物理改性沥青与化学改性沥青性能对比研究

国内外对SBS物理改性沥青和化学改性沥青性能对比还未有深入研究。为此,对SBS物理改性沥青和化学改性沥青的性能采用常规与非常规(美国SHRP)的试验方法进行了较为系统地研究,进而对物理改性沥青和化学改性沥青的感温性能、高温稳定性、低温抗裂性以及抗老化性能进行了对比分析。同时,通过沥青混合料的试验,对两种改性沥青的路用性能进行比较,并且结合实际工程铺筑试验路对室内试验的结果进行验证。结果表明,SBS化学改性沥青的性能更为优越,是一种值得推广的路用材料。     

改性沥青及混合料流变学性能研究

利用扫描电子显微镜（SEM）、动态剪切流变试验（DSR）、小梁弯曲蠕变试验及三轴压缩蠕变试验,分别从微观和宏观角度对比研究了胶粉改性沥青（CR）和SBS改性沥青及其混合料的微观结构、高温及低温对其流变性能的影响。SEM试验结果表明,橡胶粉及SBS改性剂都能与沥青达到良好共融,但在沥青混合料中胶粉改性沥青与石料界面的粘结性要优于SBS改性沥青;DSR试验结果表明,CR具有更好的温度稳定性、低温抗裂能力和高温抗变形能力;小梁弯曲蠕变试验在-15、0、15、30,45℃5种温度下对比研究了配合比相同的2种沥青混合料,得到不同温度下的弯曲蠕变速率对比曲线,试验结果表明,CR混合料比SBS改性沥青混合料具有更好的高、低温性能;此外,还进行了45℃下2种沥青混合料的三轴压缩蠕变试验,证明CR沥青混合料具有更好的抗高温变形特性。     

多聚磷酸以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

采用加速加载试验、三分小梁弯曲试验、冻融劈裂试验、APA疲劳试验分别研究了多聚磷酸（PPA）以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能,结果表明PPA的加入可以改善沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能,随着PPA掺量的沥青增加混合料的低温抗裂性和水稳定性变差。SBS的加入可以改善PPA改性沥青混合料的路用性能,在3%SBS＋1%PPA掺量下复合改性沥青的路用性能可达到5%SBS掺量的SBS改性沥青路用性能。     

聚氨酯前驱体基化学改性沥青及其改性机理

环保耐久材料的研究与应用对实现道路工程可持续发展具有重大的意义,采用以异氰酸酯为活性官能团的聚氨酯前驱体基反应型改性剂（PRM）制备改性沥青在环境保护和性能提升方面展现出了显著价值。采用"微观-介观-宏观"的跨尺度表征方法,对PRM改性机制进行了详细分析。通过与SBS改性沥青进行对照,评价了PRM改性沥青的流变学性能和抗热氧老化性能,明确了PRM改性沥青混合料的路用性能。研究结果表明：PRM改性过程存在明显化学变化,依托于改性过程中生成的氨基甲酸酯和脲等官能团,能够在沥青内部建立基于沥青质组分的共价交联网络结构。这一过程不仅促使沥青组分发生选择性聚集和沥青质重新构型,同时增大了沥青的表面自由能,从而获得更加稳定的内部结构。PRM改性沥青较基质沥青温度敏感性有所降低,展现出了良好的抵抗高温永久变形、抵抗疲劳破坏、抵抗低温开裂和抵抗热氧老化的能力。与SBS改性沥青相比,PRM在提升沥青高温性能、抗疲劳性能和抗热氧老化性能方面具有明显优势,并有望将改性沥青生产温度降低至140℃~150℃。结合沥青混合料路用性能测试结果,2.5%改性剂掺量PRM改性沥青混合料展现了与4%改性剂掺量SBS改性沥青混合料相当的低温性能、更好的高温性能和水稳定性能,PRM在提升沥青混合料路用性能方面具有显著优势。     

SEBS改性沥青试验研究

通过SEBS和SBS的对比试验评价SEBS改性剂的改性效果。根据高、低温稳定性试验及水稳定性试验结果分析可知,SEBS改性沥青混合料具有较优的试验性能。SEBS改性沥青混合料的车辙动稳定度平均为5 837次/mm,与SBS改性沥青混合料相比其真空饱水残留稳定度MS’及低温弯曲应变能密度分别提高5%和7%,这表明SEBS改性沥青混合料具有较好的抵抗车辙、水损害、低温开裂的能力,其路用性能更优。     

直投改性剂在NovaChip超薄磨耗层中的应用

为了进一步提升Nova Chip超薄磨耗层的路用性能，将直投式环保改性剂应用于其中，分析了不同掺量的直投改性剂对混合料高温性能、水稳定性及低温抗裂性能的影响。结果表明，与SBS改性沥青相比，直投改性剂掺量为矿料质量的0.8%时，混合料高温稳定性提高118%，冻融劈裂强度比提高14.3%，但低温抗裂性未满足规范要求，因此其最佳掺量应为矿料质量的0.6%。通过试验段铺筑验证，直投改性沥青混合料施工更方便，路用性能更优异，其各项性能均满足现行规范要求。     

聚合物改性沥青及混合料高低温性能试验研究

胶粉改性沥青（CRMA）是将一定比例的废旧橡胶轮胎粉末加入基质沥青中而制成的一种高性能改性沥青。利用扫描电镜（SEM）对比观察了CRMA和SBS改性沥青及其混合料的外观形貌,发现橡胶粉及SBS改性剂都与沥青融合性良好,混合料中石料与CRMA沥青界面粘结性更好;通过动态剪切流变试验,得到温度和荷载作用频率对两种改性沥青流变性能的影响规律,证明CRMA具有更好的温度稳定性、低温变形能力和抗高温性能;通过小梁弯曲蠕变试验,研究了配合比相同的两种沥青混合料在-15、0、15、30和45℃5种温度下的流变特性,得到不同温度下的弯曲蠕变速率对比曲线,发现CRMA混合料比SBS改性沥青混合料具有更好的高、低温性能;通过对45℃下两种沥青混合料进行三轴压缩蠕变试验,证明CRMA沥青混合料具有更好的抗高温变形特性。