热氧作用下CR/SBS复合改性沥青性能衰减及微观作用机理研究

为了探究CR/SBS复合改性沥青在高温存储过程中性能的衰减及其微观作用机理,在2%SBS改性沥青的基础上分别掺加0%、10%、15%、20%和25%废旧胶粉,制备了CR/SBS复合改性沥青,采用TFOT对其存储过程中产生的热氧老化进行模拟。通过对比老化前、后性能指标的变化,评价CR/SBS复合改性沥青的抗老化性能。结果表明：废旧胶粉的加入改善了SBS改性沥青的性能衰减程度,且废旧胶粉掺量为20%时,复合改性沥青老化前、后性能衰减程度最小。当胶粉掺量升至25%时,复合改性沥青的性能略微下降,这是因为胶粉掺量过多导致胶粉溶胀不完全,沥青中部分胶粉以胶团的形式呈现。红外光谱试验发现,胶粉的加入并未使SBS改性沥青产生新的官能团,证明胶粉并未与SBS改性沥青发生化学反应;老化后羰基(C＝O)、亚砜基(S＝O)含量增大,表明CR/SBS复合改性沥青老化指数均小于SBS改性沥青。体式显微表征发现,废旧胶粉的加入在SBS改性沥青体系中起到了填充作用,形成改性剂与沥青的双连续相,构建了紧密的网络空间结构,减缓了SBS在高温下的热解速率。     

再生SBS改性沥青的蠕变与松弛性能研究

为分析不同掺量再生剂与SBS改性沥青对再生沥青的高温蠕变和低温松弛等性能的影响,进行了沥青的针入度、软化点、延度、多重应力蠕变恢复（MSCR）与沥青弯曲蠕变试验（BBR)。试验结果表明：随着再生剂和SBS改性沥青掺量的增加,再生沥青的针入度和延度会逐渐升高,而软化点则会逐渐降低。当再生剂掺量为4%,SBS改性沥青掺量为70%时,再生沥青的针入度、软化点、延度均与SBS改性沥青接近。掺入再生剂和SBS改性沥青后,再生沥青的不可恢复蠕变柔量增大,而蠕变恢复率和松弛速率均降低。掺入再生剂和SBS改性沥青既能改善再生沥青的低温松弛性能,也能损害高温蠕变性能。     

胶粉/SBS复合改性沥青混合料性能研究

为了解决现行SBS改性沥青路面相关技术指标偏低和造价成本高等缺点,采用胶粉与SBS改性剂按不同比例复掺制得复合改性沥青,结合沥青的三大指标、175℃运动黏度以及储存稳定性等指标确定了胶粉与SBS的掺量。并进行了SMA-13型沥青混合料高温车辙试验、低温抗裂试验、水稳定性试验等对比分析SBS改性沥青混合料与胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明:掺量为20%胶粉+2.5%SBS时,复合改性沥青的高温稳定性性能和低温抗裂性能是SBS改性沥青的1.24倍和1.34倍。     

基于流变学的BF-SBS改性沥青胶浆性能研究

为研究玄武岩纤维(BF)对SBS改性沥青流变性能的影响,制备了不同掺量(质量分数为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%)玄武岩纤维-(质量分数为4.5%)SBS改性沥青。采用动态剪切流变仪(DSR)对BF-SBS改性沥青进行温度扫描和多重应力蠕变恢复试验(MSCR)以评价其高温流变性能;通过弯曲梁流变试验(BBR)测得的蠕变劲度s、蠕变速率m等指标分析沥青的低温流变性能。结果表明：随着试验温度上升,各掺量BF-SBS改性沥青胶浆的复数剪切模量G~*降低,相位角δ增大,表明BF-SBS改性沥青胶浆拥有更好的弹性特性。在各应力水平下,随着BF掺量增加,BF-SBS改性沥青胶浆的不可恢复蠕变量J_nr不断降低,当掺量达到0.4%时,J_nr值降至最低。而R值高于基质沥青与SBS改性沥青胶浆,表明BF能够有效提升SBS改性沥青胶浆在高应力作用下的高温变形恢复能力。蠕变劲度模量s、蠕变速率m低温指标测值表明适量玄武岩纤维对沥青胶浆低温性能有一定提升,其中掺量为0.4%的BF-SBS改性沥青表现出最佳的高、低温流变性能。     

氧化石墨烯/胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

为研究氧化石墨烯对胶粉改性沥青的性能影响,通过物理共混的方式制备了氧化石墨烯掺量为0.3%的氧化石墨烯/胶粉复合改性沥青。通过对比分析氧化石墨烯/胶粉复合改性沥青、胶粉改性沥青和SBS改性沥青等3种改性沥青试验及其各自混合料的路用性能试验结果,得出结论：氧化石墨烯的加入会使溶胀的胶粉颗粒更加稳定,其拉伸强度提高较大;与胶粉改性沥青混合料相比,氧化石墨烯/胶粉复合改性沥青混合料的高温性能和水稳定性都有提升,且优于SBS改性沥青混合料,更适用于南方高温多雨的湿热环境。     

废胎胶粉改性沥青性能研究

以斜胶胎和子午胎两种废胎胶粉作为改性剂,对20、40和80目3种粒径以及20%掺量下改性沥青进行了常规性能、动态剪切(DSR)和弯曲梁流变(BBR)试验,系统研究了废胎种类、胶粉粒径对改性沥青高温和低温性能的影响;采用差热分析(DSC)试验方法,分析了20%胶粉掺量下胶粉粒径对沥青的改性效果和胶粉改性沥青的热力学性能。结果表明:掺入废胎胶粉后的沥青,其高温抗车辙、低温抗裂和抗疲劳等性能改善明显,斜交胎胶粉的改性效果优于子午胎胶粉;较大粒径的胶粉对沥青的软化点、抗车辙因子、弹性恢复改善效果较好,而低温性能与胶粉粒径小的改性沥青相当。综合性价比,建议采用斜交胎胶粉,胶粉的最佳粒径为20目,掺量为20%。     

SBS-PU复合改性沥青及其混合料路用性能研究

基于复合改性技术制备了具有高黏高弹特性的SBS-PU复合改性沥青,通过沥青的常规性能试验、SHRP评价体系多应力蠕变恢复(MSCR)试验、弯曲梁流变(BBR)试验评价了其技术性能。在此基础上,以SBS-PU复合改性沥青为胶结料制备SMA-13沥青混合料,通过车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、汉堡车辙试验(HWTD)及间接拉伸疲劳试验测试其高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳性能及抗疲劳性能,同时与市场上常见的TPS、SINOTPS、SBS及聚氨酯(PU)改性沥青混合料的技术性能进行对比。结果表明:采用复合改性技术制备的SBS-PU复合改性沥青满足高黏高弹沥青指标要求,具有较好的高低温性能及储存稳定性; 60℃黏度与弹性恢复分别达到了34 217 Pa·s和97%,分别为PU改性沥青的2倍和3倍; SBS-PU复合改性沥青的60℃黏度值高于TPS改性沥青,低于SINOTPS改性沥青,储存稳定性高于SBS、TPS、SINOTPS改性沥青,相对PU改性沥青具有优异的高黏高弹特性; SBS-PU复合改性沥青混合料的高温、低温及抗疲劳性能高于TPS改性沥青混合料,低于SINOTPS改性沥青混合料,总体上具有较好的高低温性能和抗疲劳性能,在水热耦合作用下的抗水损害能力略低于TPS改性沥青混合料,但仍满足相关技术标准。     

不同掺量TLA改性沥青高温性能及评价方法研究

为研究不同掺量TLA改性沥青的高温性能改善效果,通过对掺量为0％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％的10组TLA改性沥青分别进行软化点、黏度、沥青动态剪切(DSR)、多应力重复蠕变试验(MSCR),并与沥青混合料车辙试验进行关联分析.试验结果表明:30％掺量的TLA改性沥青高温性能改善效果最佳;同时各种评价TLA沥青高温性能的方法中,现有规范软化点评价方法与车辙试验结果关联性相对较差,MSCR测得的Jnr3.2与车辙试验结果关联性最强,建议采用MSCR作为TLA改性沥青高温性能的评价方法.     

超高掺量胶粉改性沥青性能

为提高胶粉改性沥青中胶粉掺量,加大废旧胶粉利用率,针对目前胶粉改性沥青中胶粉掺量较低问题,优化胶粉改性沥青制备工艺,制备超高掺量(40％)胶粉改性沥青.采用三大指标、TFOT试验和PAV试验研究超高掺量胶粉改性沥青基本性能与老化性能;基于DSR试验和BBR试验确定超高掺量胶粉改性沥青PG分级性能,采用拉伸试验评价超高掺量胶粉改性沥青黏韧性,通过TGA试验、荧光显微镜试验和SEM试验揭示超高掺量胶粉改性沥青的微观性能.结果表明:超高掺量胶粉改性沥青180℃旋转黏度低于4.0Pa·s,其低温抗裂性和抗老化性能均优于常规掺量胶粉改性沥青;超高掺量胶粉改性沥青高温抗车辙性略有下降,但疲劳极限温度低于常规掺量胶粉改性沥青,确定其性能等级为PG88-34;超高掺量胶粉改性沥青柔韧性占黏韧性比重为88.0％,是常规掺量胶粉改性沥青的2.1倍;180℃环境下,超高掺量胶粉改性沥青热稳定性最好;在保留一定弹性核心的基础上超量胶粉被降解为细小颗粒溶于沥青,决定了其宏观性能上良好的存储稳定性.     

低黏油与SBS复合改性沥青流变性能研究

为了进一步提升聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）改性沥青的中温疲劳和低温抗开裂性能，将适量低黏度的大豆油（Bio-oil）和废机油（WEO）加入到SBS和基质沥青中制备成低黏油/SBS复合改性沥青。用旋转薄膜老化烘箱（FTRO）和压力老化容器（PAV）试验来模拟各改性沥青样品短期和长期老化。通过采用多应力蠕变松弛（MSCR）、线性振幅扫描（LAS）和弯曲梁流变仪（BBR）试验分别从高-中-低温性能的角度来表征复合改性沥青的流变性能。试验结果表明，两类低黏油均能有效地提升SBS改性沥青的中温疲劳性能和低温开裂性能，而MSCR结果显示高温性能受到了一定负面影响。总的来说，与WEO相比，Bio-oil的改性效率较高，即同等的性能提升前提下，所需Bio-oil掺量较低。     

胶粉/SBS复合改性沥青与SBS改性沥青、橡胶沥青的基本性能比较研究

通过对胶粉/SBS复合改性沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青进行沥青性能试验和混合料性能试验,对比分析了三种沥青在软化点、低温延度、针入度等指标上的差异以及混合料性能上的差异。考虑指标性能和成本控制的综合因素,胶粉/SBS复合改性沥青可以有更广阔的应用空间。     

基于三轴重复加载蠕变试验的温拌胶粉改性沥青混合料高温性能研究

为研究温拌沥青混合料中橡胶粉目数及温拌剂对胶粉改性沥青混合料高温性能的影响,进行了温拌前后不同目数的胶粉改性沥青混合料在40℃、50℃、60℃下的三轴重复加载蠕变试验.试验结果表明,较高温度、较小应力下,温拌混合目胶粉改性沥青混合料(WRMAM@CM)的高温性能最优,温拌60目胶粉改性沥青混合料(WRMAM@60M)次...     

废胶粉理化复合改性沥青的配方研究

配制废胶粉理化复合改性沥青时需要加入多种化学助剂,以胶粉、软化剂、活化剂和交联剂等4种材料作为影响因素,各选取3个水平进行正交试验,以软化点、延度和软化点差为评价指标进行极差分析,研究4种材料掺量对废胶粉理化复合改性沥青性能的影响,经综合对比分析确定废胶粉理化复合改性沥青最佳配方为23%胶粉、2%软化剂、2.5%活化剂、3%交联剂。试验表明,最佳配方废胶粉理化复合改性沥青无论高、低温性能还是储存稳定性都表现优良,完全能满足南方高温多雨地区对沥青胶结料的性能要求和施工要求。     

复合改性沥青混凝土路面施工质量控制的关键环节

加强SBS、SBR复合改性沥青生产的质量控制 常见的改性沥青及特点。SBS改性沥青。SBS改性沥青是在原有基质沥青（AH-70）的基础上,掺加2.5%、3.0%、或4.0%的SBS改性剂。SBS是目前广泛使用的、能基本适应各种地区气候环境条件的通用改性剂,改性后的沥青与原沥青相比,其高温粘度增大,软化点升高。在良好的设计配合比和施工条件下,沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。MAC改性沥青。MAC改性沥青有较好的耐老化性能,通过化学改性,有较好的稳定性,在常温下存放半年不离析,无需加任何稳定剂,不含硫,对人体无害,是一种环保型产品。MAC还具有较好的抗车辙能力和抗水（油）损害能力,因其具有在高温下较高的粘度,易形成较厚的沥青膜,而不发生析漏现象,可以有效的阻止水分侵入和提高沥青与集料的粘附性,增加粘结力,起到抗水损害的作用。废胶粉改性沥青.胶粉的添加对沥青总体性能有较大的影响。该改性沥青有较强的承受车辆负载的能力,具有更好的适应性。该改性沥青有较好的抵抗水损害、高温稳定性和低温抗开裂性能。如沥青中加入轮胎胶粉,一方面,可增加沥青路面的高温线性粘弹模量和粘度,在50～163℃温度范围内,粘度随胶粉颗粒的增大而增大,且明显高于对应条件下的未改性沥青;另一方面,减少了低温存储和损失模量,从而使沥青胶结料在特定的温度范围内更具有灵活性。该改性沥青表现出最优的老化性能,硬化速度慢,氧化速度低,改善了疲劳和永久变形性能,具有较低的温度敏感性和较好的抗湿损害性能。     

氧化石墨烯复配多聚磷酸改性沥青流变特性及抗热氧老化性能

采用动态剪切流变(DSR)、多重应力蠕变恢复(MSCR)及弯曲梁流变(BBR)试验,研究了掺加氧化石墨烯(GO)、多聚磷酸(PPA)及其复配改性沥青老化前后的流变特性与抗热氧老化性能,并通过凝胶渗透色谱(GPC)分析了沥青不同热氧老化状态下的分子量。结果表明：掺加氧化石墨烯、PPA能显著改善沥青的高温抗变形能力和弹性变形恢复能力,与SBS改性沥青相比,氧化石墨烯复配PPA改性沥青老化前后的抗车辙因子更大,不可恢复蠕变柔量更小,且老化前后各项指标变化幅度更小,其高温抗变形能力、弹性恢复性能及抗高温热氧老化性能优于SBS、SBR改性沥青;通过氧化石墨烯复配PPA显著降低了老化前后沥青的劲度模量及老化后劲度模量的增幅,有效改善了沥青的低温抗变形能力及抗低温老化性能,其低温抗裂性能与SBR改性沥青相当;老化前后氧化石墨烯复配PPA改性沥青不同分子量的分布区域更窄,RTFOT、PAV老化后,氧化石墨烯复配PPA改性沥青的分子量(M_w、M_n)及分散系数d的变化幅度相较于SBS、SBR改性均更小,其抗热氧老化稳定性更强。     

不同老化条件下纳米材料复配胶粉改性沥青的流变特性

通过短期老化(RTFOT)、长期老化(PAV)、紫外老化(UV)3种老化方式,采用多重应力蠕变恢复(MSCR)和弯曲梁流变(BBR)等试验,研究纳米二氧化硅(Nano-SiO2)、纳米二氧化钛(Nano-TiO2)、纳米氧化锌(Nano-ZnO)单一改性及复配胶粉改性沥青在不同老化状态下的高低温流变特性,最后通过DMA试验分析了纳米材料复配胶粉改性沥青的玻璃态转变温度.结果表明:纳米材料复配胶粉改性对沥青的高低温流变性能及抗高低温老化特性改善优于SBS改性;经过RTFOT、PAV、UV老化后,3种纳米材料复配胶粉改性沥青中Nano-TiO2/橡胶复配方案的不可恢复蠕变柔量、劲度模量及玻璃态转变温度Tgc和Tgs变化幅度最小,其抗紫外线老化和抗热氧化性能更强;不同老化条件下沥青的玻璃态转变温度Tgc和Tgs均与劲度模量之间呈线性相关,通过损伤曲线得到玻璃态转变温度Tgs与劲度模量的相关性更好,Tgs能更有效评价不同老化状态下纳米材料复配胶粉改性沥青的低温性能.     

基于不同试验方法的沥青高温性能评价

为研究沥青材料的高温性能,利用动态剪切流变试验和多应力蠕变恢复试验的方法,选用70#基质沥青、SBS 改性沥青及埃索高粘沥青进行对比试验,分析了它们在不同应力和温度条件下粘、弹响应的变化规律。实验结果表明：车辙因子忽略了沥青材料的延迟变形,用来评价改性沥青的高温性能存在着较大的不足;多应力蠕变恢复试验与路面抗车辙能力具有更好的相关性,用恢复率和不可恢复蠕变柔量等评价指标能更全面地评价沥青材料的高温性能。     

胶粉/SBS复合改性沥青综合性能分析研究

为了对比研究胶粉/SBS复合改性沥青和SBS改性沥青两种材料的综合性能,通过分析废轮胎橡胶粉和SBS改性剂对沥青的改性机理,对比胶粉/SBS复合改性沥青和SBS改性沥青的主要技术指标,同时结合河北省常用的混合料级配形式,对胶粉/SBS改性沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土路用性能和经济指标进行分析研究,阐明了胶粉/SBS复合改性沥青的优越性,并为其在高等级路面建设中的应用提供依据。     

SBS/橡胶粉复合改性沥青高温性能研究

为了制备高温性能优越的改性沥青混合料,选用SBS和橡胶粉为改性剂,制备复合改性沥青,并研究了橡胶粉目数和掺量,SBS掺量对复合改性沥青针入度、软化点、布氏黏度和弹性恢复等指标的影响。试验结果显示:橡胶粉目数越大,复合改性沥青的高性能越差,最佳的橡胶粉目数应为20目,随着橡胶粉掺量和SBS掺量的增多,复合改性沥青高温性能得到明显改善,当橡胶粉掺量和SBS掺量大于13%和2%,虽然继续提高掺量会使高温性能进一步提高,但是过大的黏度会造成施工的困难,因此最佳橡胶粉掺量和SBS掺量应分别为13%和2%。     

SBS与岩沥青复合改性沥青混合料性能评价

为评价SBS和岩沥青复合改性沥青混合料的性能,首先制备不同质量分数(10%、20%、30%)岩沥青的复合改性沥青并对其性能进行评价与分析,然后基于SGC压实效应对沥青混合料配合比进行设计,最后通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、肯塔堡浸水飞散试验,评价四种改性沥青混合料的水稳定性,通过车辙试验和单轴贯入试验评价其高温抗车辙性能,通过低温弯曲小梁试验、疲劳试验分别评价其低温性能和疲劳性能。结果表明:复合改性沥青的性能较好,但不如SBS的性能,仅仅通过普通指标评价其性能是不全面的;复合改性沥青沥青混合料抗水损害性能优于SBS的,但是岩沥青掺量超过30%时,抗水损害性能有所降低;复合改性沥青60℃和70℃车辙动稳定度比SBS的提高均在30%以上,随岩沥青含量增加而增加;复合改性沥青混合料低温性能比SBS的稍微降低,但疲劳寿命均优于SBS;建议复合改性沥青中岩沥青含量不超过20%。