纳米ZnO/SBS改性沥青性能与机理的研究

采用3种制备工艺,将纳米氧化锌加入SBS改性沥青中,制得纳米氧化锌/SBS改性沥青,通过电镜技术对纳米ZnO/SBS改性沥青进行微观结构改性效果的分析,并通过分析纳米ZnO/SBS改性沥青的粘度指标和红外光谱图对其机理进行研究。结果表明:采用溶剂法制备纳米氧化锌/SBS改性沥青,能够充分发挥纳米氧化锌的特性,改善SBS在沥青中的分散效果,使SBS在改性沥青中分散均匀,从而使其改性沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能等都有明显地改善与提高。在纳米ZnO与SBS改性沥青过程中,SBS与沥青主只是物理变化,而纳米ZnO与沥青则发生了化学反应。     

纳米ZnO/SBS改性沥青微观结构与宏观性能关系研究

以不同剂量的纳米ZnO和4%SBS与原样沥青制备改性沥青,通过常规试验方法获得宏观性能指标,利用荧光显微镜、图像采集系统以及专业分析软件取得改性沥青的微观结构数据,最后运用Matlab建立了纳米ZnO/SBS改性沥青微观结构与宏观性能的关系。结果表明:微观结构参数与改性剂剂量以及宏观性能指标具有较好的相关关系,可以通过微观结构参数分析得出对应的宏观性能指标。     

纳米ZnO/橡胶粉复合改性沥青的性能研究

纳米粒子作为一种对改性沥青性能有所提高的新型材料,已经逐渐的成为改性沥青研究的新方向。本文主要将纳米ZnO粒子和橡胶粉同时加入处于熔融状态的基质沥青中,先普通搅拌然后高速剪切制备纳米ZnO/橡胶粉改性沥青。对纳米ZnO/橡胶改性沥青的常规技术指标和温度影响进行对比与评价,同时分别研究橡胶对改性沥青的改性机理、纳米ZnO对改性沥青的改性机理,以及他们综合改性机理的研究与探讨,并对改性剂材料进行可行性经济分析。结果表明,同时采用搅拌和高速剪切法制得的纳米ZnO/橡胶粉改性沥青可以很好发挥纳米ZnO的特点,改善橡胶粉在沥青中的分散效果,从而使改性沥青的各项性能(特别是高低温性能)有明显的改善与提高,并且指导施工过程中的温度控制和经济可行性。     

纳米ZnO对基于硫磺类稳定剂的SBS改性沥青性能影响研究

为了探明纳米ZnO对基于硫磺稳定剂的SBS改性沥青技术性能及沥青混合料的影响规律,研究采用纳米ZnO为原材料,借助硫化反应原理分析了纳米ZnO在SBS改性沥青制备过程中的作用机理,并进行了掺加ZnO的SBS改性沥青技术性能及沥青混合料路用性能室内试验。研究结果表明:纳米ZnO掺入后,SBS改性沥青48 h离析软化点差显著降低,135℃布氏黏度明显增大,其他技术指标未见明显变化,基于SBS改性沥青热存储稳定性的纳米ZnO合理掺量为4%(硫磺质量百分比),掺纳米ZnO的SBS改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等方面均略有提升,并且拥有更小的析漏损失及飞散损失。     

OMMT/ZnO纳米复合SBS、SBR聚合物改性沥青与混合料性能研究

为了提高SBS、SBR聚合物改性沥青的热贮存稳定性、改善低剂量SBS、SBR改性沥青的针入度指标体系性能与流变特性,同时提高OMMT/ZnO改性沥青的高低温性能与流变性能。将纳米OMMT/ZnO与SBS、SBR聚合物进行复配,基于老化前后的针入度体系试验和流变特性试验对复合改性沥青稳定性、老化性能、高低温性能与流变特性进行评价,基于三大路用性能试验、浸水APA试验与MMLS1/3试验评价了纳米OMMT/ZnO复合聚合物改性沥青混合料的水温稳定性与长期稳定性。结果表明:掺加纳米OMMT/ZnO纳米改性剂能够提高复合改性沥青高温稳定性、低温延展性与自愈合弹性恢复性能;同时改善聚合物改性沥青的热贮存稳定性和抗老化性能,同时掺入SBS、SBR与OMMT/ZnO能够实现两种改性剂对沥青高温性能和流变性能改善的叠加作用;3.5%SBS与4%OMMT/ZnO复合改性沥青混合料的抗疲劳变形性能和水温稳定性满足极端。     

纳米氧化锌SBS改性沥青及其混合料性能试验研究

采用溶液共混制备聚合物基纳米复合材料的方法,在某溶剂下将纳米氧化锌与SBS制备成胶体,并通过合适的工艺将溶剂除去使之聚合,然后将其加入到基质沥青中,制得纳米SBS改性沥青。采用常规与非常规(美国SHRP)的试验方法对基质沥青、纳米氧化锌改性沥青、SBS改性沥青和纳米氧化锌SBS改性沥青的性能进行了较为系统的研究,进而对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几种沥青的路用性能进行比较。结果表明,纳米氧化锌SBS改性沥青的性能更为优越。     

纳米ZnO/SBS改性沥青混合料路用性能评价

为了研究纳米ZnO/SBS改性沥青混合料的路用性能,以AC-13为例,通过基质沥青、纳米ZnO改性沥青、SBS改性沥青与其做对比。通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验以及冻融劈裂试验,得到纳米ZnO/SBS改性沥青混合料的高温稳定性能和抗水损害性能有所提升,而低温抗裂性能表现平平,但仍能满足路面使用性能要求。     

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.     

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。     

纳米硫SBS复合改性沥青试验研究

为了研究纳米硫对SBS改性沥青性能的影响,分别使用星型和线型SBS改性剂,在不同的纳米硫掺量下制备改性沥青,分析纳米硫掺量对SBS复合改性沥青基本技术性能、粘温特性及流变性质的影响。结果表明:掺入纳米硫后,SBS改性沥青的高温性能提升明显,当纳米硫掺量为0.1%时,线型SBS改性沥青软化点可提高13.1%,星型SBS改性沥青软化点可提高23.4%;纳米硫SBS复合改性沥青的拌和温度和压实温度较普通SBS改性沥青提高5℃~10℃。     

纳米CaCO3/SBS复合改性沥青性能与机理的研究

通过研究,将纳米CaCO3、5%的SBS以及基质沥青进行不同剂量的调配,并使用常规的试验方法对配制成的几种改性沥青测量其各项宏观性能指标。对比评价纳米CaCO3/SBS复合改性沥青的常规技术性能,确定纳米CaCO3的最佳含量,同时通过粘度和共混机理对纳米CaCO3/SBS改性沥青的微观结构与改性机理进行研究与探讨,得出结论:总体上纳米CaCO3/SBS改性沥青的一些性能,如温度敏感性、低温等与纳米CaCO3的剂量呈正相关关系。尤其是5℃延度表现的比较明显,最高达到了40cm以上。然而,纳米CaCO3/SBS改性沥青的软化点则伴着纳米CaCO3剂量的增加而有所下降,但变化甚微,因此认为其高温性能变化不大。综合考虑确定SBS和纳米CaCO3剂量均在5%的情况下,纳米CaCO3/SBS改性沥青的性能达到了很好的效果。     

温拌剂EC-120对SBS改性沥青混合料路用性能影响研究

主要研究了不同掺量温拌剂EC-120对SBS改性沥青混合料主要路用性能的影响.以机械搅拌的方式制备SBS温拌改性沥青,并测得不同温拌剂掺量下的改性沥青的3大指标.对不同温拌剂掺量下SBS温拌改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性和抗疲劳性能进行对比试验.结果表明:SBS改性沥青混合料掺加温拌剂EC-120后,高温稳定性有很大提高,水稳定性、抗疲劳性能略有增加,低温抗裂性略有不足.     

基于MMLS3的纳米复合改性沥青混合料高温稳定性研究

为评价纳米/聚合物复合改性沥青混合料的高温性能,制备了基质沥青混合料试件、4%SBS改性沥青混合料试件、3%ZnO+0.5%TiO_2改性沥青混合料试件、3.7%SBS+3%ZnO+0.5%TiO_2改性沥青混合料试件。采用小型加速加载设备(MMLS3)对上述沥青混合料试件进行高温稳定性试验。同时测定不同混合料的动稳定度。试验结果表明,两种试验得出的不同沥青混合料高温稳定性能优劣顺序是一致的,即:SBS/ZnO/TiO_2沥青混合料、SBS沥青混合料、ZnO/TiO_2沥青混合料、基质沥青。可见,当纳米材料与聚合物复掺时,沥青混合料的高温性能优于单掺纳米材料或者单掺聚合物材料。因此,对高温稳定性有较高要求的地区,可以采用纳米/聚合物复掺的改性方法对沥青的高温性能进行改善。     

石墨烯对SBS改性沥青流变性能的影响研究

采用熔融共混法制备了石墨烯/SBS改性沥青(GSMB),研究了石墨烯对SBS改性沥青压力老化(PAV)前后动态剪切流变性能的影响，并利用红外光谱(FTIR)分析了GSMB老化前后化学结构的变化。结果表明：石墨烯提高了SBS改性沥青的复数剪切模量，降低了相位角，增强了SBS改性沥青的抗永久形变能力；相比SBS改性沥青，GSMB在PAV老化后的复数剪切模量老化指数明显降低；FTIR显示SBS改性沥青老化后的羰基指数变化率、亚砜基指数变化率和碳碳双键指数变化率均随石墨烯掺量增加而减小，表明石墨烯能够有效改善SBS改性沥青的耐老化性能。     

SBS/纳米SiO2复合改性再生沥青混合料抗裂性能研究

为解决再生沥青混合料抗裂性能不足的问题,选择纳米SiO2和SBS为改性剂,分别制备纳米Si O2改性再生沥青混合料、SBS改性再生沥青混合料、SBS/纳米SiO2复合改性再生沥青混合料和普通再生沥青混合料,对几种混合料进行试验,包括圆盘拉伸试验(DCT)、小梁试验和疲劳试验,以确定不同沥青混合料的抗裂性能。结果表明,使用改性沥青对再生沥青混合料的低温性能和抗疲劳性能有促进作用,且SBS/纳米SiO2复合改性再生沥青混合料的整体抗裂性能最优。为此,建议应用较高掺量旧沥青路面材料(RAP)时,采用SBS/纳米SiO2复合改性沥青会显著改善整体混合料的抗裂性能。     

SBS/胶粉复合改性沥青研究进展与性能评价

为进一步推动SBS/胶粉复合改性沥青技术的发展,梳理总结了国内外SBS/胶粉复合改性沥青的原材料选用情况与制备工艺,明确了其较优掺配方案、制备方法,探讨了SBS/胶粉复合改性机理,全面调查了国内外SBS/胶粉复合改性沥青流变性能与基本性能,对比评价了SBS/胶粉复合改性沥青与基质沥青、SBS沥青、橡胶沥青的性能差异,并基于数理统计结果与沥青相关规范,划分了SBS/胶粉复合改性沥青性能等级。结果表明：SBS/胶粉复合改性沥青制备工艺以高速剪切或胶体磨法为主,常用掺配方案及工艺为SBS 2%~3.5%、胶粉10%~20%、沥青加热温度170℃~180℃、剪切速度4 000~5 000 r·min^-1;SBS/胶粉对沥青的复合改性过程以物理作用为主,辅以部分化学反应,且沥青组分、胶粉处理工艺将会显著影响改性材料分散状态;SBS与胶粉复合可使两者优势互补,其复合改性沥青的路用性能大幅提高;与基质沥青、橡胶沥青、SBS沥青相比,SBS/胶粉复合改性沥青的高低温性能优势显著,流变分级基本满足PG 76和PG-22;综合统计箱形图数据节点与相关沥青规范,将复合改性沥青性能划分为优秀、良好、中等、较差4个等级,并推荐了适用于寒区、温区、热区的SBS/胶粉复合改性沥青性能要求。鉴于当前SBS/胶粉复合改性沥青技术研究已有长足进展,建立室内改性工艺与工厂末端生产关系、探究耦合工况下性能演变规律、优化储存稳定技术与施工配套工艺将是其推广亟待攻关的方向。     

纳米SiO_2-SBS复合改性与SBS改性沥青高温性能对比研究

通过沥青针入度、软化点、布氏旋转黏度、DSR试验,评价两种类型的改性沥青(SBS改性沥青、纳米SiO_2-SBS复合改性沥青)在不同改性剂用量下(3.5%、4%、4.5%、5%)的高温性能。结果表明:SBS改性剂和纳米SiO_2-SBS复合改性剂均能有效改善沥青的高温性能,且改性沥青的高温性能随改性剂用量的增加而提高;纳米SiO_2-SBS复合改性沥青的高温性能较SBS改性沥青更好;改性剂用量较大时,采用纳米SiO_2-SBS复合改性剂,能够降低生产成本,提高沥青路用性能。     

基于红外光谱的改性沥青SBS含量检测的可靠性分析

目前SBS改性沥青的质量控制主要是通过对改性沥青的常规指标的检测结果进行评价。影响改性沥青的性能的关键因素之一是SBS改性剂含量。目前,改性沥青中SBS含量的检测方法便捷、有效的方法是红外光谱法。但是红外光谱法易受样品制备方式、样品浓度和环境的影响,尤其是在定量分析中采用的制样方式各不相同,这使得现有的试验结果之间无法比对分析,相互没有参考性。鉴于此,本文通过试样制备方式对红外光谱SBS含量检测的影响,得出适用于红外光谱的制样方法 -涂抹法和ATR法的标准制样方式,以消除不利因素对检测结果的影响,便于红外光谱沥青质量控制方法的推广运用。     

纳米改性沥青的制备及其混合料路用性能研究

为了评价纳米材料对SBS沥青性能及其混合料性能的影响,采用表面活性剂对纳米材料进行改性,改变了纳米粒子的表面性质,使其在沥青中可以均匀分散和稳定存在。当纳米CaCO_3、纳米ZnO和纳米TiO_2的质量比为1∶2∶1,表面活性剂质量分数为1.5%～2.0%,交联剂质量分数为0.4%时,对SBS沥青的改性效果最好。相较于SBS改性沥青混合料,纳米改性沥青混合料的冻融劈裂强度比、车辙试验的动稳定度和低温抗开裂能力有所提高,残留稳定度变化不大。沥青混合料的高低温性能和水稳定性均得到改善。同时,在光照不足的密闭环境中,纳米改性沥青对汽车尾气也有一定的降解作用。     

活性硅/SBS复合改性沥青性能正交试验研究

为弥补SBS改性沥青在高温稳定性、抗老化性等方面的不足,提高SBS改性沥青的综合性能,延长沥青路面使用寿命,将活性硅、SBS改性剂加到基质沥青中,制备活性硅/SBS复合改性沥青。针对活性硅掺量、SBS掺量、剪切时间、剪切温度4个因素,在3种水平条件下进行正交试验研究,分析其对活性硅/SBS复合改性沥青各项性能变化趋势的影响及其影响程度,从而确定复合改性沥青的各项制备工艺参数及改性剂掺量的优化组合方案。