短期老化对胶粉改性沥青高温性能的影响

为了研究短期老化对胶粉改性沥青高温性能的影响,采用薄膜烘箱试验(TFOT)对胶粉改性沥青进行老化,通过动态剪切流变试验(DSR)、重复蠕变恢复试验(RCRT),从流变性角度分析了不同老化因素对胶粉改性沥青性能的影响,并结合扫描电镜(SEM)从微观层面对沥青及胶粉老化前后的表观形貌进行分析。结果表明,老化作用使得胶粉改性沥青G*提高、tanδ减小、沥青的高温抗变形能力提高,而老化温度与老化时间的提高则促进了沥青老化程度的加深;老化过程中胶粉仍存在强烈的溶胀与降解反应,两种作用共同促进了胶粉改性沥青的180℃特殊流变性;老化作用使得胶粉改性沥青(εP/εL)减小、沥青变形恢复能力提高,相比于老化温度,老化时间对胶粉改性沥青变形恢复能力的影响更为显著;沥青中的胶粉受老化影响较小,从而使沥青保持较好的弹性。     

碳纳米管/SBS复合改性沥青低温蠕变性能

为探究碳纳米管/SBS复合改性沥青的低温蠕变性能,采用弯曲梁流变试验对复合改性沥青低温性能进行评价,探究老化对低温性能的影响,采用Burgers模型分析其不同状态下的粘弹性参数,采用综合柔量评价了复合改性沥青的低温抗裂性能。结果表明,较低掺量的碳纳米管可以改善SBS改性沥青的低温蠕变性能,但其掺量较高(>0.9%)时整体低温性能又会受到影响;老化使得复合改性沥青的低温性能变差,并且老化程度越深,低温性能下降越明显;在SBS改性沥青中掺入碳纳米管会降低改性沥青的应力松弛能力,使其更加趋于弹性体,对改性沥青的低温性能产生不利影响。从低温蠕变性能角度评估,碳纳米管的最佳掺量范围约为0.6%～0.9%。     

纳米SiO2/SBR复合改性沥青性能研究

为研究纳米SiO₂/SBR复合改性沥青的性能，通过针入度试验、软化点试验、延度试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁蠕变试验(BBR),分析改性沥青的基本性能、高温流变性能以及低温抗裂性能。试验结果表明：纳米SiO₂的加入，使得SBR改性沥青的针入度降低，软化点、延度升高；同时SBR改性沥青的车辙因子有所提高，高温性能得到改善；SBR改性沥青的蠕变劲度模量S值最小，蠕变速率m值最大，说明纳米SiO₂可以改善沥青的低温性能。     

盐冻融循环下温/热拌胶粉改性沥青混合料高低温性能研究

对温拌胶粉改性沥青混合料(CR-WMA)、热拌胶粉改性沥青混合料(CR-HMA)进行了三轴重复蠕变试验、小梁弯曲试验及弯曲蠕变试验,研究了其在盐冻融循环作用前后的高低温性能,并利用Burgers模型对蠕变数据进行了拟合分析。结果表明:随着冻融循环次数的增加,CR-WMA与CR-HMA的高低温性能均逐渐下降,在冻融循环次数为0~15次时高低温性能降低速度最快,之后变化趋于平缓,而CR-WMA比CR-HMA性能降低的速度要缓慢、程度要小;随着盐浓度的增加,CR-WMA与CR-HMA的高低温性能均逐渐下降,在盐浓度为8%(质量分数)时下降幅度达到最大,而CR-WMA比CR-HMA下降趋势要缓和。通过蠕变数据拟合出的粘弹参数变化规律也验证了上述结论,均表明掺加SDYK型表面活性剂温拌剂可有效地提高胶粉改性沥青混合料的高低温性能,使其抵抗盐侵蚀及冻裂病害的能力更佳。     

废胶粉/碳九石油树脂复合改性高黏沥青及其混合料性能评价与对比

为提高废胶粉(WCR)改性沥青的黏弹性能,研制了 WCR/碳九石油树脂(C9PR)复合改性高黏沥青及其混合料,考察了改性高黏沥青的物理性能和储存稳定性,同时通过一般路用性能试验、动态蠕变试验、疲劳拉伸试验和间接拉伸疲劳试验评价了其OGFC-13混合料的性能,并与普通WCR改性沥青和市售高黏沥青及其混合料进行了对比.结果...     

增塑剂-SBS复合改性沥青路用性能研究

以SBS改性沥青为基础,掺加邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和己二酸二辛酯(DOA)制备复合改性沥青,通过沥青基本指标、动态剪切流变、多应力蠕变恢复、弯曲梁流变、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法对原样与短期老化条件下沥青性能进行研究,并与SBS改性沥青进行对比分析。结果表明,2种增塑剂均可使SBS改性沥青降低2个高温等级,导致抗车辙能力下降,不可恢复变形量增大;但可提高SBS改性沥青低温变形能力,延缓路面开裂。对比老化前后各性能指标发现,增塑剂可明显降低SBS改性沥青老化前后性能差异。采用FTIR分析表明增塑剂与SBS改性沥青属于物理共混,通过计算亚砜基指数、对比老化前后特征峰面积可知增塑剂有助于沥青抗老化。     

多种类沥青及复合改性材料常规-流变性能相关性分析

通过试验研究胶粉改性沥青、SBS改性沥青及混合改性沥青微观组织结构、高温环境与低温环境对其流变性能影响。测试结果表明:胶粉改性沥青、SBS改性剂与沥青相容性较好,但橡胶粉改性沥青与石材之间界面附着力高于SBS改性沥青。DSR试验表明:橡胶粉改性沥青温度具备低温耐裂性及高温耐变形性。综上对混合改性沥青流变性能研究,旨在为我国研发新型高性能沥青提供有效技术支持。     

掺聚丙烯纤维的SBS改性沥青性能

以聚丙烯纤维（polypropylene fiber,PP）和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（styrenic block copolymers,SBS）为原料，采用高速剪切法制备聚丙烯/SBS复合改性沥青，SBS和PP改性剂掺量分别为7%和0.25%，与SBS掺量为7%的改性沥青做对比。并对沥青三大指标进行试验研究，通过动态剪切流变试验（dynamic shear rheological test,DSR）分析改性沥青的高温流变性能，通过弯曲蠕变试验（BBR）研究改性沥青的低温抗裂性能，采用扫描电镜分析器微观形貌。分析结果表明：掺聚丙烯纤维的SBS改性沥青基本性能最佳；高温性能优于SBS改性沥青；SBS改性沥青有较小的劲度模量(s)和较大的蠕变速率(m)，表示其低温抗裂性优良；扫描电镜显示改性沥青中改性剂分布均匀，有较好的相容性。     

废胶粉复合高黏改性沥青制备与性能研究

通过复配废胶粉助溶剂和添加增黏剂制备了性能优越的废胶粉高黏改性沥青,采用锥入度、软化点、延度、布氏黏度常规性能指标,借助动态剪切流变试验(DSR)和小梁弯曲蠕变试验(BBR)对其高温抗车辙能力及低温流变特性进行了研究。结果表明,当废胶粉、助溶剂、增黏剂掺量分别为20%,5%和3%时,所制改性沥青满足高粘沥青黏度指标;改性剂的加入提高了改性沥青车辙因子(G*/sinδ)和m值,降低了相位角(δ)和劲度模量(S),有效提升了改性沥青的高温性能和抗老化性能,低温性能也有所改善;所制备改性沥青的PG分级为PG82-24。     

脱硫胶粉改性沥青的性能研究

研究脱硫胶粉改性沥青的性能。对不同掺量脱硫胶粉改性沥青进行针入度、软化点、延度、180 ℃粘度测试,确定脱硫胶粉的最佳掺量,然后对最佳掺量的脱硫胶粉改性沥青进行热稳定性和性能衰变测试、高温动态剪切流变测试和低温弯曲蠕变测试,研究其热稳定性、高温性能和低温性能。结果表明：脱硫胶粉的最佳掺量为基质沥青质量的24%;脱硫胶粉改性沥青的储存温度宜为165～175 ℃,储存时间不应超过48 h;与普通胶粉改性沥青和基质沥青相比,在相同温度条件下,脱硫胶粉改性沥青的复数剪切模量、抗车辙因子和蠕变速率增大,相位角和劲度模量减小,即脱硫胶粉能够有效改善改性沥青的高温性能和低温性能。     

非晶态α-烯烃共聚物/丁苯橡胶复合改性沥青的流变性能及微观分布状态

为改善丁苯橡胶（SBR）改性沥青的高温性能,选取非晶态α-烯烃共聚物（APAO）作为改性剂,制备了高低温性能良好兼顾流变性能的APAO/SBR复合改性沥青。研究了不同掺量APAO/SBR复合改性沥青的高中低温流变性能;利用荧光电子显微镜观察了沥青中聚合物的分布状态,以从微观上反应流变性能。结果表明,APAO的加入降低了沥青的不可恢复蠕变柔量和高温区温度敏感性,提高了沥青的软化点、抗车辙因子、弹性恢复率及疲劳破坏加载次数,说明APAO提高了沥青的高温性能和耐疲劳性能。尽管APAO对沥青的低温蠕变劲度模量（S）和蠕变速率（m）都有负面影响,但APAO掺量不大于5％（质量分数,下同）时基于K（S/m）指标的低温性能仍好于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青。综合考虑各项性能,建议选用APAO掺量为5％,在此掺量下APAO与SBR的相容性较好。     

Utilization of sulfur and crumb rubber in asphalt modification

In this study, waste crumb rubber and sulfur were utilized to enhance the performance of asphalt binder for pavement applications. About 20–50% of sulfur and 1–6% crumb rubber were used. Melt properties were investigated using thermal analysis, dynamic and steady shear rheology, and artificial aging. Rheological tests were carried out in ARES rheometer. Both steady and dynamic shear rheology showed that crumb rubber improved the viscoelastic properties of the sulfur‐extended asphalt binder. Crumb rubber modification reduced temperature susceptibility of sulfur/asphalt, and increased the upper grading (performance) temperature of sulfur asphalt. The combined effect of sulfur and crumb rubber reduced the activation energy compared with that of pure asphalt. Zero‐shear viscosity and strategic highway research program rutting parameter (G*/sinδ) improved by crumb rubber incorporation into the sulfur asphalt binder. Short‐term aging improved G*/sinδ with slight increase in activation energy. The addition of sulfur to asphalt matrix increased the viscoelastic properties (G′ and G″) of sulfur asphalt. The addition of crumb rubber to sulfur asphalt enhanced the temperature resistance of the binder. Utilization of waste crumb rubber and sulfur in asphalt modification proved to enhance asphalt pavement life. In addition, utilization of such wastes can help in meeting the extra demand for asphalt, reduce the pavement cost, and help in solving a waste disposal problem. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40046.     

Effect of activated crumb rubber on the properties of crumb rubber‐modified bitumen

Bitumen modification was made with the activated crumb rubber concentrate and its efficacy was examined in terms of its consistency and rheological properties. It was found that softening point of the activated crumb rubber‐modified bitumen increased while its penetration and elastic recovery decreased compared with the nonactivated crumb rubber system. Based on contact angle results, the activated crumb rubber–bitumen system was found to be more wettable and exhibited better adhesion to the substrate than those of other systems. The shifting of glass transition temperature towards higher temperature and the occurrence of inter‐mix phases in the activated crumb rubber–bitumen system supported its superior temperature resistance. The difference in viscosity obtained between the activated and nonactivated crumb rubber systems is attributed to the high swelling of activated crumb rubber and its soluble fractions in the bitumen as viewed in scanning electron images. High complex modulus and low phase angle of the activated crumb rubber system over the entire range of temperatures indicated its reduced temperature susceptibility and more elasticity. The activated crumb rubber–bitumen system meets the requirements of commercial standard specification. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci., 2013     

两种道路沥青老化动力学研究的比较

为了更加直观地了解废旧橡胶粉改性沥青的老化过程,通过旋转薄膜烘箱试验,比较了基质沥青和改性沥青的老化温度和软化点随着老化时间的变化情况。同时以软化点为参数建立老化动力学模型来反映两种沥青的老化情况,并计算出活化能。试验结果表明胶粉改性沥青的活化能高于基质沥青,表明其抗老化性能得到提高。并对沥青的老化机理进行了探讨。     

胶粉改性沥青的流变特性及改性机理

研究了胶粉改性沥青(CRMA)母料的流变特性,考察了混合时间及混合温度对CRMA母料流变特性的影响,提出并验证了胶粉对沥青改性的"力化学"机理。结果表明,与基质沥青相比,CRMA母料的表观黏度较高,黏流活化能与非牛顿指数较低,加入胶粉显著降低了沥青流变特性对剪切速率和温度变化的敏感性;提高混合温度与延长混合时间对CRMA母料流变特性的影响较大,最佳的混合时间为2h;胶粉与沥青混合过程中,混合体系的温度和胶粉的降解度随着混合时间的延长而增大,且在混合时间为2h时,80%以上的胶粉已发生降解;改性机理符合"力化学"原理。     

微藻油/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合再生沥青流变特性及疲劳特性

将微藻油（MO）和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）作为复合再生剂掺入老化沥青中,以制备MO/SBS复合再生沥青。对比了复合再生沥青的基本物理性能、高低温流变特性及疲劳特性,考察了MO与SBS的配比和用量对老化沥青再生效果的影响。结果表明,纯MO再生沥青的黏弹性变形能力可在一定程度上恢复至老化前水平,但仍有一定差距;MO/SBS复合再生则可在此基础上显著提升高温抗变形性能及弹性恢复性能,且其临界温度较老化前提高1.1~9.7 ℃,同时还降低了再生沥青对疲劳应变的敏感性以提高其抗疲劳性能。但MO/SBS复合再生沥青的低温蠕变变形能力相较于基质沥青有所降低。当MO和SBS的质量分数分别为8%和4%,复合再生沥青的高低温流变及疲劳特性较佳。     

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青的老化性能

考察了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和加入含硫稳定剂的SBS改性沥青老化后的动态力学性能、黏度变化和低温物理性能。结果表明,SBS与含硫稳定剂的加入改善了老化后沥青的高温性能;老化后的改性沥青表现出更好的高温刚性,蠕变劲度降低,蠕变速率增大,老化后沥青的低温性能提高,且长期使用性能良好。     

胶粉表面氧化机理及对改性沥青储存稳定性的影响

为了增强胶粉表面活性,改善胶粉改性沥青的储存稳定性,分别采用H₂O₂溶液和NaClO溶液对废旧胶粉进行表面氧化处理,并考察了FeSO₄·7H₂O对H₂O₂溶液氧化过程的催化作用。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)以及电子能谱(EDS)研究了胶粉氧化前后的微观结构,并采用48 h离析试验对胶粉氧化前后改性沥青的储存稳定性进行了表征。试验结果表明:在两种氧化剂的作用下,胶粉表面活性含氧基团增加,微观形貌发生改变;胶粉氧化前后的主要元素均为C、O、S,且氧化胶粉表面O元素的相对含量显著增加;此外,H₂O₂-FeSO₄溶液氧化的胶粉改性沥青储存稳定性显著提高,满足了我国对聚合物改性沥青的要求。