红外光谱法定量分析SBS改性沥青的方法研究

SBS掺量是控制改性沥青质量、保证改性沥青路面路用性能的关键指标,现阶段迫切需要形成一种快速、高精度的量化检测方法。文中通过对基质沥青、SBS改性剂和SBS改性沥青红外光谱图的分析,得出966cm~(-1)是SBS结构中反式丁二烯的特征峰,可作为SBS定量检测的特征参数;1 377cm~(-1)是基质沥青特有的吸收峰,可作为标准使用;利用朗伯-比尔定律测量SBS改性沥青光谱图的特征峰,建立了A966/A1377评价指标,通过5种不同SBS掺量试验结果的线性回归分析,形成了SBS含量的检测方法,精度分析显示其相对误差较小,精确度可达1%以上。     

外加剂对多聚磷酸复配SBS改性沥青性能的影响

采用高速剪切机以基质沥青、改性剂、抽出油、稳定剂、多聚磷酸(PPA)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为原材料制备了PPA复配SBS改性沥青,通过进行基本性能试验和红外光谱试验,探讨了PPA与DBP对其相关性能的影响。结果表明:(1)PPA复配SBS改性沥青随着PPA掺量的增加,针入度降低、软化点升高、延度降低、黏度升高、波数为966cm-1时的C=C特征吸收峰、1 030cm-1时的S=O特征吸收峰先增强后减弱,其他官能团无显著变化;(2)随着DBP掺量的增加,针入度升高、软化点降低、延度增大、黏度减小、波数为966cm-1时的C=C特征吸收峰、1 030cm-1时的S=O特征吸收峰先增强后减弱,当DBP掺量为1%时,1 600cm-1的C-C特征吸收峰有明显的增强,其他官能团无明显变化;(3)0.75%PPA+1.0%DBP为PPA与DBP的最佳掺配比例。     

基于FTIR法的改性沥青SBS掺量检测方法研究

基于傅里叶变换红外光谱法(FTIR),对基质沥青、SBS及SBS改性沥青进行了透射光谱试验分析。研究结果表明:改性沥青红外光谱图中966 cm~(-1)处和810 cm~(-1)处的特征吸收峰可用于SBS掺量的定量分析,改性沥青中SBS掺量与A_(966)/A_(810)(966 cm~(-1)处与810 cm~(-1)处特征吸收峰面积比)存在明显的线性相关,相关系数可达0.995以上。提出的检测方法能够快速、准确地测定SBS改性沥青中改性剂掺量,从而达到检测、监控工程材料质量的目的。     

中东岩沥青复合改性沥青低温性能研究

为了研究中东岩沥青作为改性剂对于改性沥青低温性能的影响,采用BBR试验方法,对不同掺量下的岩沥青改性沥青、TB+岩沥青复合改性和TB+SBS+岩沥青复合改性沥青的劲度模量和蠕变曲线斜率进行试验,结果表明岩沥青掺量小于4%时对于改性沥青低温性能有利,大于8%时大幅降低改性沥青低温性能;高掺量的TB加入能够在一定程度弥补岩沥青对低温性能造成的不利影响;SBS对于低温性能有利,但影响不大。     

高模量沥青结合料路用性能研究

通过对70号基质沥青中添加不同的改性剂来得到高模量改性沥青,进行正交试验方法确定各改性剂的掺量,得出掺加20%湖沥青+6%PE+20%岩沥青+2%SBS的高模量改性沥青满足性能要求;对AH-50、SBS改性沥青、高模量(HM)改性沥青进行SHRP性能比较试验,通过比较可得HM改性沥青具有良好的高温性能。     

SBS/橡胶粉复合改性SH型混合生物沥青工艺及机理

为探究复合改性技术提升混合生物沥青路用性能的工艺及机理,针对特定来源的SH型生物沥青,将其与石油沥青共混制备混合生物沥青后进行SBS/橡胶粉复合改性,研究改性顺序及改性剂掺量对复合改性沥青常规路用性能的影响、生物沥青掺量对改性剂溶胀特性与复合改性沥青高温及低温性能的影响,由此确定混合生物沥青复合改性工艺;利用多应力重复蠕变恢复（MSCR）、弯曲梁流变（BBR）和频率扫描（FS）试验评价复合改性沥青的流变特性;借助红外光谱（IR）化学官能团分析以及荧光显微镜（FM）和原子力显微镜（AFM）微观形貌观测分析揭示混合生物沥青复合改性机理。研究结果表明：SBS掺量为2.5%,橡胶粉掺量为18%（内掺）时,按照先SBS改性后橡胶粉改性的顺序制备的复合改性沥青的常规路用性能均较优;生物沥青掺量为15%时改性剂溶胀特性与复合改性沥青的高温及低温性能均较佳;SBS/橡胶粉复合改性在显著提升混合生物沥青弹性恢复率与m值的同时还降低了其不可恢复柔量与劲度模量,即改善了混合生物沥青的高温稳定性与低温抗裂性,且此结果与FS复数模量主曲线结果相一致;生物沥青可有效增溶聚合物改性剂并增强聚合物相网络结构,从而显著提升沥青复合改性效果;对混合生物沥青进行SBS/橡胶粉复合改性后未出现新的特征吸收峰,此复合改性过程属于物理变化;沥青厂生产的复合改性沥青性能优于实验室水平制备的复合改性沥青。     

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。     

改性沥青中SBS改性剂掺量的热重分析

SBS是一种高分子橡塑类聚合物,将其掺人普通沥青中进行改性,可以充分发挥它的高温稳定性、低温抗裂的优势,显著地提升道路沥青的质量和使用性能。通常SBS改性沥青的含量为3％-5％,当SBS含量不足时,难以形成连续空间网状结构,从而导致改性沥青的性能无法达到预期的目标,大打折扣,严重时会导致改性沥青的不稳定或者在使用过程中的降解,严重的影响工程质量。然而,目前还没有一个准确的快速方便的进行SBS改性剂掺量的检测方法。本文将利用热重法对SBS改性沥青进行分析,得到并分析了不同SBS含量的改性沥青的热重曲线。研究发现,改性沥青热重曲线的第三失重峰所对应温度随着SBS含量的升高而线性地增大,因此可以作为一种检测改性沥青中SBS掺量的快速可行的方法,在高速公路行业推广应用。     

芳烃油对干法SBS改性剂路用性能影响研究

为了提高干法SBS改性剂在沥青混合料拌合过程中的溶胀效果,研究利用芳烃油对干法SBS改性剂进行改性,并进行了改性剂熔点和熔融指数的测试,利用荧光显微镜观察并分析了改性剂的微观溶胀效果,并对不同芳烃油含量下干法SBS改性沥青及沥青混合料的技术性能进行了测试。试验结果表明:芳烃油的掺入能够使得干法改性剂的熔点降低及熔融指数增大,提升了干法SBS改性剂在沥青中的溶胀效果,提高了改性沥青的135℃布氏粘度,提高了沥青混合料的高温性能。芳烃油的掺量为7. 3%时,干法SBS改性剂溶胀后拥有最粗的结构细度;芳烃油掺量为8. 1%时使得干法SBS改性沥青的5℃延度最大;芳烃油掺量为7. 8时,干法SBS改性沥青混合料拥有最佳的低温抗裂性能。     

SBS改性沥青的RTFOT微观老化机理

为了研究SBS改性沥青的微观老化机理,选择壳牌70~#基质沥青和3501线型SBS为原材料,通过室内高速剪切设备制备了SBS掺量分别为3%,4%,5%的SBS改性沥青。采用常规指标试验、傅里叶变换红外光谱、荧光显微镜分析了不同SBS掺量的改性沥青在不同老化时间下的性能指标、化学组成和微观分布的变化规律。采用双键保持率和凝胶含量分析了SBS改性剂随着热氧老化时间延长的变化规律。结果表明:随着老化时间延长,SBS改性沥青的针入度和延度逐渐下降,针入度指数上升,当量软化点增高;当SBS掺量小于5%时,针入度显著下降,软化点逐渐上升,而当SBS掺量为5%时,出现针入度降幅先大后小,软化点先降后升的两阶段变化;随着老化时间延长,BI指数逐渐下降,CI指数和SI指数均上升,这说明沥青老化过程中主要发生的是吸氧反应,生成羰基和亚砜基;老化85 min时,改性剂颗粒进一步吸收沥青中的轻质组分溶胀并部分溶解,此时分布状态接近两相连续结构,进一步证实了两阶段变化是5%掺量改性沥青的特征;随着热氧老化时间延长,SBS双键保持率下降,凝胶含量上升,表明SBS改性剂在老化过程中既发生了降解,又发生了交联反应,且降解和交联的速率随着老化时间延长而增大。     

基于TFOT试验的SBS改性剂掺量检测方法研究

为准确检测SBS改性剂的掺量,保证SBS改性沥青的性能,通过163、168、173、178、183℃的TFOT试验,研究改性剂掺量分别为1%、2%、3%、4%、5%的SBS改性沥青的针入度、软化点、5℃延度、135℃运动黏度、弹性恢复随老化温度的变化规律,得出不同改性剂掺量的SBS改性沥青的延度随老化温度变化规律一致,因此采用5℃延度-老化温度曲线检测SBS改性剂掺量。结果表明:利用5℃延度-老化温度曲线检测SBS改性剂掺量的方法是合理的。     

揭惠高速公路LM1标改性沥青双控技术的实行与推广

SBS改性沥青的质量不仅关乎施工质量,更影响路用性能及耐久性。本文从改性沥青生产所用原材料、施工质量(掺量及加工质量)等方面入手,提出了一种基于SBS改性沥青改性剂掺量及加工质量的现场快速测试方法,通过建立工地改性沥青双控指标实验室,架构SBS改性沥青生产源头的原材料优选,改性剂种类与掺量、加工质量控制,施工期波动、施工现场测试相结合的SBS改性沥青全过程质量控制体系,完善现场改性沥青质量控制体系,具有广泛的推广应用价值。     

基质沥青标号对SBS改性沥青低温性能的影响

SBS改性沥青的低温性能受到基质沥青标号、油源和改性剂结构、掺量的共同影响。基质沥青的标号是一个重要的影响因素。为此,以动态剪切流变仪(DSR)实测的玻璃化转变温度(Tg)为评价指标,针对线型SBS改性沥青,分析了不同掺量下基质沥青的标号对SBS改性沥青低温性能的影响。结果表明,基质沥青的标号对低温性能有重要影响,这种影响受到改性剂掺量的限制,掺量越大,影响越大。     

SBS聚合物改性剂与基质沥青的配伍性研究

对不同类型、不同牌号的SBS和不同的基质沥青,采用不同掺配按照相同的加工工艺制备SBS改性沥青,通过技术指标试验来分析SBS类型、牌号、掺量和基质沥青对SBS改性沥青性能的影响,结果表明:星型SBS的改性效果并不一定优于线型SBS,但线型SBS较星型SBS与同一种基质沥青有更好的相容性;SBS嵌段比为30/70的SBS的改性效果优于嵌段比为40/60的SBS;与同一类型的SBS改性剂相容性越好的基质沥青,其改性效果越好;而同一种SBS改性沥青的改性效果随SBS改性剂掺量(小于5.5%)的增大而提高。     

SBS改性沥青的物理性能与中低温流变性研究

该文对SBS聚合物改性沥青(PMB)在中低温下的物理性能与流变性能进行研究。结果表明:PMB在60℃时表现为假塑性流体,而未改性沥青则更像牛顿流体。低频率下,SBS改性沥青的储能模量曲线斜率接近2,损耗模量近似1,表明聚合物改性剂与沥青基具有较强的相互作用和良好的相容性。SBS改性沥青的储能模量与损耗模量的关系满足HAN曲线,表明其为均一系统。SBS改性剂与沥青基的交联结构可根据MacKintosh理论确定,改性沥青的动态模量和聚合物改性剂的含量具有较好的相关性,表明PMB具有较强的黏弹性和稳定的网络结构。聚合物改性沥青从黏性到弹性的过渡温度(VET)随着改性聚合物含量的增加而增加,表明PMB具有较强的抗开裂能力,尤其当聚合物改性剂的掺量超过5%时。测试了聚合物改性沥青样品的物理力学性能,其与流变性测试的结果一致。     

哈萨克斯坦SBS改性沥青制备及试验研究

为了进一步优化SBS改性沥青性能,从而提高沥青混凝土路用性能,文章选用两种标号基质沥青和两种SBS改性剂制备改性沥青,对制得不同SBS掺量的改性沥青常规性能、低温性能和高温性能进行系统的分析评价。结果表明:基质沥青为БНД100/130时,两种SBS最佳掺量为3%;基质沥青为БНД130/200时,两种SBS最佳掺量为4%。研究结果为哈萨克斯坦某公路改造项目的SBS改性沥青配方选择提供依据。     

基于荧光显微图像的SBS面积比计算方法研究

以SBS改性沥青400倍荧光显微图像为研究对象,借助MATLAB图像处理功能,提出一种SBS改性剂在SBS改性沥青中所占面积比的计算方法。按照新方法确定了SBS剂量为3%,4%,5%的SBS面积比,并在二维荧光显微图片中通过改性前后SBS改性剂与基质沥青质量、密度、体积的换算得到SBS改性剂膨胀的倍数,分析了SBS面积比与SBS掺量、针入度、软化点、延度的关系。结果表明:该方法可以在30 min内完成SBS面积比的计算;SBS改性剂在3%,4%,5%质量比掺量下的SBS面积比分别为23.25%,37.22%,44.33%,改性后SBS改性剂分别膨胀了6.13,6.68,6.12倍;在SBS质量比3%~5%范围内,SBS掺量越多,SBS面积比就越大;随着SBS面积比的增大,软化点、延度随之增大,针入度随之递减;荧光显微图片中SBS面积比较大的SBS改性沥青具有较高的改性性能。     

基于红外光谱法测试改性沥青SBS含量的影响因素分析

采用红外光谱仪，分析了不同类型改性剂、不同掺量橡胶粉对改性沥青SBS改性剂含量测试结果的影响。结果表明:不同类型的SBS改性剂含量均可采用红外光谱法进行检测，按混合型SBS拟合曲线回归得到的SBS含量更加接近实际掺量；在SBS含量一定的条件下，少量的橡胶粉掺入对SBS含量测试结果几乎无影响，但随着胶粉掺量的提高，则会使SBS改性剂含量测试结果呈增大趋势，对于此类复配改性沥青，SBS含量的测试还需要补充其他测试条件。     

KZD-Ⅰ型改性剂对沥青及混合料路用性能影响探究

通过测试不同KZD-Ⅰ型改性剂掺量下的70~#沥青、SBS(I-D)改性沥青和70~#沥青的常用性能指标,以及相关沥青混合料高低温性能、水稳性能,探究KZD-Ⅰ型改性剂对沥青及混合料性能的影响。结果表明:KZD-Ⅰ型改性沥青能显著改善70~#沥青的高温稳定性,延缓沥青的老化;当采用KZD-Ⅰ型改性剂最佳掺量6%时,其动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比等路用性能指标得到显著改善,且优于成品SBS(I-D)改性沥青。     

反应型RET复合聚合物改性沥青及其混合料性能研究

通过对比新型反应型弹性体三元共聚物(RET)改性剂与SBS、SBR在不同掺配比例下复合改性沥青老化前后的针入度、软化点、延度、布氏旋转黏度、BBR和DSR试验,确定了RET改性沥青及RET复配改性沥青中各种改性剂的掺量范围,在此基础上,采用马歇尔、车辙、低温弯曲、冻融劈裂、浸水马歇尔和疲劳试验综合分析了RET及RET复配低剂量SBS、SBR改性沥青混合料的路用性能。结果表明:RET改性剂能够明显改善沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和疲劳性能,采用复配SBS或SBR的改性方法能够弥补RET改性剂对沥青混合料低温抗裂性能的负面影响。综合考虑经济性、兼顾高低温性能,推荐RET与SBS、SBR复合改性沥青中,适宜的RET掺量为1.0%~1.5%,SBS、SBR合理掺量为2.0%~2.5%。