Sasobit改性剂对沥青改性的室内试验分析

主要对Sasobit改性沥青进行室内试验研究,Sasobit改性剂不仅可显著提高沥青的高温稳定性,而且具有独特的改性机理。温度在60℃时,改性沥青的粘度高于基质沥青。温度在135℃以上时,改性沥青的粘度下降且低于基质沥青。由试验得出,沥青的施工温度较基质沥青可降低10～20℃,其改性沥青混合料的车辙动稳定度比基质沥青提高了4倍,制备工艺简单,不需特殊设备。     

抗车辙MPE改性沥青混合料性能研究

采用MPE和SBS两种改性剂,对比研究了基质沥青、MPE改性沥青与花岗岩碎石的黏附性;加抗剥落剂的基质沥青、加抗剥落剂的SBS改性沥青和MPE改性沥青与酸性花岗岩碎石混合料的路用性能.研究结果表明:(1)MPE改性沥青和花岗岩碎石的黏附等级为5级;(2)掺加MPE的沥青混合料,在60℃条件下的动稳定度超过6 000次/mm,在70℃条件下的动稳定度超过5 000次/mm,在80℃条件下的动稳定度超过2 000次/mm;(3)马歇尔稳定度比基质沥青混合料提高35％,比掺加5％ SBS的改性沥青混合料提高23％;(4)浸水残留稳定度达到98％,比基质沥青混合料提高11％,比SBS改性沥青混合料提高5％;(5)冻融劈裂残留强度比达到97％,较基质沥青混合料提高8％.     

SBS改性沥青拌和与压实温度的确定

研究论述了正确选择施工温度的重要性,回顾了通过基质沥青建立的粘温关系.另外,重点研究了SBS改性沥青组成的混合料在不同温度下的体积性.研究结果表明用等粘原理确定施工温度的这一方法不适应聚合物改性沥青,建议采用等体积性(空隙率)法.在本研究中,SBS改性沥青合适的压实温度对应的粘度约为1.06Pa·s.进一步研究表明SBS改性沥青的施工温度只比基质沥青高5～10℃,然而规范的要求为10～20℃.     

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.     

废胶粉/天然沥青复合改性沥青流变性能与改性机理研究

为提高沥青路面的使用性能,该文分别制备废胶粉/湖沥青复合改性沥青和废胶粉/岩沥青复合改性沥青,采用动态剪切流变仪和弯曲梁流变试验研究复合改性沥青的高温和低温流变性能,并结合红外光谱测试方法对复合改性沥青的改性机理进行分析。研究结果表明：与基质沥青相比,胶粉/湖沥青和胶粉/岩沥青两种复合改性沥青62℃时复数模量分别提高了423.0%和562.6%;同时废胶粉能够减小甚至消除天然沥青对低温性能的不利影响,以胶粉/湖沥青复合改性沥青为例,在-12、-18和-24℃试验条件下,蠕变劲度较基质沥青分别降低了35%、43%和36%;在两种复合改性沥青中,废胶粉和天然沥青主要发挥物理填充作用。     

聚氨酯改性沥青混合料配比设计及其路用性能

为改善基质沥青的路用性能,采用聚氨酯对基质沥青进行改性,测试基质沥青、SBS改性沥青和不同掺量聚氨酯改性沥青的基本指标,表明聚氨酯能够改善基质沥青的基本指标,确定了适宜的掺量范围为20%～30%。采用马歇尔方法进行聚氨酯改性沥青混合料级配设计,通过路用性能试验对4种沥青混合料的路用性能进行研究,试验结果表明:改性后沥青混合料路用性能有显著改善,高温性能尤其突出,30%掺量聚氨酯改性沥青混合料车辙动稳定度达11 000次/mm,动稳定度较基质沥青和SBS改性沥青混合料显著提升;当聚氨酯掺量超过30%时,混合料水稳定性受聚氨酯水解特性的影响会降低。     

钢桥面GA＋SMA铺装结构材料性能优化

对底面层浇筑式沥青混凝土（GA）加上面层改性沥青SMA这一钢桥面典型铺装结构进行沥青混凝土材料性能优化,研制出一种用于钢桥面SMA铺装的胶结料—高弹沥青,开发出一种可以有效降低GA施工温度的专用聚合物改性沥青。对高弹改性SMA以及聚合物改性沥青GA进行了试验验证,结果表明：高弹改性沥青SMA10的-10℃低温弯曲破坏应变达到11 596.8με,比SBS改性沥青SMA10高约50%,疲劳寿命比普通沥青混合料高约20倍;聚合物改性沥青GA10相比岩沥青改性沥青等GA常用胶结料,在油石比降低5个百分点并保证良好的施工和易性基础上降低拌和温度40℃,且60℃静态贯入度、动态贯入度与岩沥青改性沥青GA10、湖沥青改性沥青GA10相差不大。     

废胎胶粉改性沥青影响因素探讨

采用斜交胎和子午胎两种废胎胶粉对基质沥青(中海70#沥青和SK70#沥青)进行改性,试验研究结果表明:胶粉掺量为20%,搅拌温度为180℃,废胎胶粉为斜交胎时,改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性、弹性恢复性能较基质沥青有明显提高;胶粉粒径可根据技术经济性选择合适的粒径等级;斜交胎胶粉的改性沥青性能明显好于子午胎胶粉;从高...     

基质沥青和SEBS改性沥青低温黏结强度定量测试

研究基质沥青和SEBS改性沥青低温黏结强度定量测试技术。试验材料为中海油70号沥青和掺入5%SEBS改性剂的SEBS改性沥青,试验温度为-5℃、-10℃、-15℃、-20℃、-25℃,基于HC-40型多功能测试仪对基质沥青和SEBS改性沥青矿料试模施加垂直拉伸荷载。试验结果表明:在厚层油膜条件下,利用该试验方法可以实现沥青低温黏结强度的定量测试。基质沥青和SEBS改性沥青的黏结强度随着低温条件的变化呈现明显的非线性变化趋势。在-5℃~15℃条件下,其黏结强度随着温度降低而升高。随着温度的进一步降低,当达到-15℃时,沥青达到脆化点,其后的黏结强度随着温度的降低而降低,低温抗裂性能显著变差。在同一低温条件下,SEBS改性沥青的黏结强度均大于基质沥青的黏结强度。本试验为开展后续沥青混凝土路面低温性能研究工作提供试验基础。     

不同掺量硅藻土改性沥青胶浆性能研究

不同掺量硅藻土改性沥青的三大指标对比试验结果表明，掺加硅藻土对于沥青的感温性、高温稳定性有所改善，改善效果随掺量增加而提高；不同掺量的硅藻土改性沥青PI值比基质沥青明显有增大趋势，当量软化点T800较基质有所升高，当量脆点T1,2降低，并且都在11％-12％处出现峰值，表明掺量在11％～12％之间温度敏感性较低。     

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。     

温拌剂及沥青类型对混合料动态模量的影响研究

通过不同温度及加载频率下的动态模量试验,研究分别掺入RH型、Evo型温拌剂的基质沥青及SBS改性沥青拌和形成的混合料的动态力学性能。同时根据时温等效原理,确定参考温度下的位移因子,通过Sigmoial函数拟合了温拌基质沥青混合料、温拌SBS改性沥青混合料的动态模量主曲线。结果表明：(1)不同温度及加载频率下,温拌SBS改性沥青混合料动态模量及相位角的分布较温拌基质沥青混合料集中,即温拌SBS改性沥青混合料性能较稳定;(2)由50℃车辙因子、0.01 Hz时参考温度为20℃的动态模量主曲线可知：掺入温拌剂,基质沥青混合料高温性能提高,SBS改性沥青混合料高温性能下降;(3)综合考虑环境保护、力学性能,推荐基质沥青混合料中使用RH型温拌剂,SBS改性沥青混合料中使用Evo型温拌剂。     

布敦岩沥青改性沥青性能研究

对掺加不同布敦岩沥青的改性沥青,通过试验测定了其常规性能指标,并利用动态剪切流变仪对其进行温度扫描,研究岩沥青掺量对其高温性能的影响。结果表明,布敦岩沥青的作用在于改善基质沥青的高温性能和耐老化性能、降低温度敏感性,但同时降低了基质沥青的耐低温性能;掺加22%、34%布敦岩沥青的改性沥青的车辙因子比基质沥青分别提高1倍和2倍以上,表明布敦岩沥青可显著改善基质沥青的抗车辙能力;当温度低于64℃时,掺34%布敦岩沥青的改性沥青的抗车辙性能优于SBS改性沥青。     

改性沥青微观结构与储存稳定性的关系

根据荧光显微照相原理、聚合物改性沥青的相态结构分析、改性沥青的混合原理等,对不同型号的SBS改性剂与同一基质沥青配制改性沥青过程中的样品进行显微观测,同时对其不同时段的相态结构进行照片拍摄,并结合微观观测结果与改性沥青离析试验结果,对改性沥青的相态结构与其存储稳定性之间的关系进行研究。研究表明:分析改性沥青制备过程中聚合物改性剂的存在相态,可为改性沥青制备温度、时间等提供依据;聚合物改性剂在沥青中越容易混合、粒径越小,所制备的改性沥青的稳定性越好,软化点的提高越显著;对同一基质沥青,嵌段比大的SBS改性剂对基质沥青的改性效果好,所制备的改性沥青稳定性更好。     

SBS与沥青相容性的研究

改性剂与沥青的相容性是决定改性效果和改性沥青制作工艺的关键因素，而聚合物改性沥青的相容性与基质沥青的组成，聚合物的剂量，聚合物成分结构以及贮存温度密切相关，利用热贮存稳定性试验系统研究了SBS与基质沥的相容性，结果表明，线形SBS普遍比星型SBS具有较好的相容性，SBS含量小于3％时的改性沥青的稳定性也较好，沥青质含量适中，芳香分含量越小的基质沥青与SBS相容性也越好。     

Evotherm温拌沥青混合料性能试验研究

研究了Evotherm温拌SBS改性沥青,结果表明,Evotherm温拌剂对SBS改性沥青性能影响不大。采用旋转压实和马歇尔击实对Evotherm温拌SBS改性沥青混合料性能进行研究,研究结果表明,Evotherm温拌SBS改性沥青混合料碾压温度可较热拌沥青混合料降低20℃～30℃左右。温拌混合料的水稳性能较热拌沥青混合料有所提升,浸水马歇尔残留稳定度从93.5%提高到95.2%,冻融劈裂试验强度比从83.8%提高到86.4%;高温稳定性能有所提升,车辙试验动稳定度从7 314次/mm提高到8 023次/mm;低温抗裂性能变化不大。总体来说,击实温度145℃的温拌沥青混合料性能优于热拌沥青混合料。     

膨胀珍珠岩改性沥青应用研究

针对常用聚合物改性沥青造价高、不利于在地方道路建设和维护中推广应用的缺点,提出对基质沥青进行膨胀珍珠岩矿物填料类改性方法.通过膨胀珍珠岩改性沥青“三大指标”测试,膨胀珍珠岩改性沥青混合料马歇尔稳定度、车辙试验、低温单轴压缩试验以及导温导热试验,评价珍珠岩改性效果.试验结果表明,膨胀珍珠岩能够提高基质沥青的软化点和针人度指数、降低基质沥青的温度敏感性;同时,能够在一定程度上改善混合料的高、低温性能,极大地降低混合料的导温、导热系数.     

橡胶粉改性沥青混合料路用性能试验研究

采用湿法和干法2种工艺制备橡胶粉改性沥青混合料,对比分析基质沥青混合料、湿法工艺ARAC-13沥青混合料、干法工艺ARAC-13沥青混合料3种沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能。研究结果表明：随着水泥替代矿粉比例增加,沥青混合料的路用性能先提高,后降低;橡胶粉改性沥青混合料水稳定性优于基质沥青混合料;ARAC-13W沥青混合料低温抗裂性能优于ARAC-13D沥青混合料性能;40目橡胶粉掺量为21％、水泥替代矿粉的比例为60％时,水泥橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能最佳。     

TPS沥青改性剂应用效果的室内试验研究

为了了解新型添加剂TPS对沥青胶结料性能的影响,对不同TPS掺量的改性沥青进行针入度、软化点、稠度、延度、测力延度、劲度模量、弹性恢复和粘韧性试验。通过和基质沥青作对比分析,发现15%TPS改性沥青的针入度指数PI、针入度粘度指数PVN较基质沥青分别提高了2.1倍、2.8倍,而软化点和稠度分别提高了0.8倍、2.1倍,沥青高温性能显著提高;TPS改性沥青5℃延度相对于基质沥青的大幅度提高,测定功随着TPS掺入量逐渐增加,15%TPS改性沥青劲度模量较基质沥青减小0.39倍,这些变化都反映出其低温稳定性得到了改善;当沥青中TPS掺入量达到12%时,其弹性恢复率达到了100%,表明采用TPS改性沥青的路面,对荷载作用产生的变形,具有良好的自愈性;韧性和粘韧性试验结果表明TPS掺入量为15%时,达到高粘度改性沥青的标准。     

基于MSCR的SBS、SBR改性沥青蠕变恢复特性研究

在高温高速剪切条件下制备3%、4%、5%、6%掺量的SBS、SBR聚合物改性沥青,测试沥青的常规性能指标;基于多应力蠕变恢复试验(MSCR),研究聚合物改性沥青在100 Pa和3 200 Pa应力条件下的应变特性;采用灰色关联度方法分析沥青常规性能指标与平均应变恢复率R(P)和平均不可恢复蠕变柔量Jnr(P)的相关性。结果表明,在基质沥青中掺入SBS、SBR均能够有效改善沥青的路用性能,使沥青的针入度降低,软化点、延度、弹性恢复增大;加入改性剂后沥青的R(P)增大,Jnr(P)减小,SBS改性剂能够增大沥青复合模量中的弹性成分,进而提高沥青的蠕变恢复能力,SBR改性沥青的柔性变形能力优于SBS改性沥青;聚合物改性沥青在不同应力条件下的蠕变规律具有显著差异,在低应力条件下的蠕变恢复能力更强;聚合物改性沥青的常规性能与其平均应变恢复率R(P)和不可恢复蠕变柔量Jnr(P)具有良好相关性,可以采用蠕变性能指标来评价聚合物改性沥青的路用性能。