基于灰色关联度法的SBS改性沥青车辙因子影响因素分析

为了分析原材料对SBS改性沥青车辙因子的影响,课题采用五种基质沥青、五种SBS改性剂和五个不同的SBS改性剂掺量,设计了3因素5水平的正交试验,研究各因素对车辙因子的影响规律及程度,并使用灰色关联度法分析了基质沥青四组分比例、改性剂性能参数与70℃车辙因子的相关性。正交试验结果表明:改性沥青车辙因子受改性剂掺量的影响最大,其次是基质沥青,改性剂类型对车辙因子影响最小;灰色关联度分析结果显示:改性剂的伸长率、拉伸应力以及硬度与改性沥青的车辙因子有较好的相关性;基质沥青中芳香分和饱和分的含量与改性沥青车辙因子关联性较好。     

特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青高温车辙因子修正系数

通过对矿粉、特立尼达湖沥青(TLA)中灰分比表面积、沥青胶浆比黏附功及其高温车辙因子进行测试,研究了TLA改性沥青中灰分、地沥青对TLA改性沥青高温车辙因子的影响,进而提出了TLA改性沥青高温车辙因子修正系数.结果表明:TLA对基质沥青的改性作用中,15.08%来自于其内部灰分与基质沥青的胶结作用,84.92%来自于TLA自身对基质沥青的改性作用.此外,将TLA中的灰分和地沥青对基质沥青的改性效果进行了量化分析,得出在各温度条件下,灰分掺量或地沥青掺量对沥青胶浆车辙因子的影响情况.最后得出TLA改性沥青高温车辙因子应除以系数0.925 3以扣除灰分作为填料的影响.     

SBS改性剂对沥青性能的影响

以沥青的高温和低温性能为评价对象,针对相同标号不同油源基质沥青和不同掺量改性剂,分析了改性剂对不同油源基质沥青性能的影响和改性剂掺量对改性沥青性能的影响,结果表明,同一种改性剂对不同油源基质沥青的改性效果不同;改性剂掺量对改性沥青的性能有重要影响,而且掺量越大,影响越显著。     

多层共挤膜废料对SBS改性沥青性能的影响

以合新70号沥青为基质沥青、多层共挤膜废料(r-MCEFS)和SBS为改性剂、POE-g-GMA为相容剂,通过熔融共混法制备r-MCEFS/SBS复合改性沥青,并探讨r-MCEFS外掺量对复合改性沥青的常规性能、流变性能和微观结构的影响.结果表明:随着r-MCEFS外掺量的增加,复合改性沥青的车辙因子逐渐增加;当r-MCEFS外掺量为基质沥青质量的3%时,r-MCEFS/SBS复合改性沥青的针入度和软化点指标达到聚合物改性沥青SBS类(Ⅰ类)的I-D级别,且体系弹性回复能力最优.     

高粘度改性沥青流变性能研究

对不同沥青及沥青改性剂制备的高粘度改性沥青进行剪切速率扫描、温度扫描、频率扫描和应变扫描,并对其流变性能进行对比分析。结果表明:采用自制高粘度改性剂制备的改性沥青在零剪切粘度和高低温性能上有较大优势;采用SBS改性沥青替换基质沥青制备的高粘度改性沥青不仅可以降低改性剂掺量,而且低温性能更好;通过车辙因子随路面温度、行车速度和荷载等的变化关系,可以根据路面服役情况有针对性地选择合适的改性沥青。     

SBS改性剂与沥青的相容性分析

分别采用4303、LG501两种SBS改性剂与辽河90#基质沥青进行相容性试验。沥青胶浆性能结果表明两种改性剂与基质沥青相容性良好,在掺量一定的情况下,两种SBS改性剂制成的改性沥青的感温性能、高温稳定性能是4303优于LG501;低温延伸性LG501优于4303;弹性恢复、抗老化性两者性能相当。混合料性能试验结果表明,室内制成的改性沥青与成品改性沥青拌制混合料性能相当,在高温抗车辙方面稍优于取样改性沥青。     

高黏改性沥青高温黏弹特性指标区分度分析

为得到能准确区分高黏改性沥青高温性能的评价指标,分别对3种高黏改性沥青(高黏改性剂掺量均为12%)及基质沥青进行滞后环、动态剪切流变(DSR)和软化点等试验,并采用沥青混合料车辙试验进行了验证,基于沥青混合料试验结果对3种高黏改性沥青的高温性能评价指标作了一致性和区分度分析.结果表明:3种高黏改性剂的掺入均可提高基质沥青的黏弹特性和高温性能,但改性效果不同;不同高温评价指标基本能对3种高黏改性沥青的高温性能做出一致性评价,但区分能力不同,其中滞后环试验技术指标和Carreau模型拟合的零剪切黏度(ZSV)值区分度和评价效果最好,而车辙因子和软化点较差.     

SBS改性沥青混凝土性能的研究

本文将不同掺量的SBS改性剂与相同类型的基质沥青(中海70#)进行掺合,制备出由不同掺量的改性剂组成的改性沥青,采用试验与理论相结合的方法对改性沥青三大指标和沥青混合料的高温稳定性进行研究。结果表明,不同的沥青与SBS之间的相容性有着显著的差异。通过试验获得改性剂掺量对SBS改性沥青性能的影响规律:当改性剂掺量在3%～6%范围内变化时,掺量越大,改性沥青的性能越好。     

紫外光吸收剂对SBS改性沥青物理性能的影响

选择1种紫外光吸收剂(UV326)、2种不同类型的SBS改性剂与1种基质沥青为原材料,研究了UV326对不同类型SBS改性沥青物理性能的影响。研究结果表明:随着UV326掺量的增加,SBS改性沥青的针入度和延度均逐渐增大,软化点逐渐减小。     

高模量沥青胶结料路用性能流变学分析

以基质沥青、高模量改性沥青和SBS改性沥青的路用性能为研究对象,通过常规流变学试验方法,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂对基质沥青黏弹特性的定性影响,并量化分析了不同外掺剂种类对基质沥青路用性能的影响;通过多应力重复蠕变恢复试验,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂在提高基质沥青抗车辙能力上的差异和提高效果;基于加速疲劳试验方法对上述三大类沥青胶结料的疲劳损伤及失效特性进行对比研究,分析比较了不同沥青胶结料在疲劳损伤演化和疲劳寿命方面的差异.结果表明:RA(resin alloy)和PR(PR plasts)这2种常用高模量外掺剂在提高沥青胶结料劲度模量方面具有相近的效应;三大类沥青胶结料在相同试验温度条件下的永久变形抵抗能力排序为:高模量改性沥青SBS改性沥青基质沥青;三大类沥青胶结料疲劳寿命的排序为:SBS改性沥青高模量改性沥青基质沥青;此外,在使用相同基质沥青的条件下,掺加RA的高模量改性沥青比掺加PR的高模量改性沥青具有更好的抗疲劳性能.     

沥青类与改性剂用量对高粘度改性沥青性能的影响

采用TPS为改性剂制备高粘度改性沥青,研究了TPS对不同基质沥青的改性效果及TPS掺量对改性沥青性能的影响。结果表明:TPS对沥青的改性效果与基质沥青的组成密切相关,在相同TPS掺量下,基质沥青的胶质含量越大,改性沥青的60℃粘度越大;在TPS掺量为14%~17%之间,TPS掺量对改性沥青的软化点、针入度和延度的影响较小,而对60℃粘度影响显著,对于S-70沥青,在TPS掺量大于15%以后,其60℃粘度迅速增大。     

厨余废豆油改性沥青混合料性能研究

以厨余废豆油为改性剂,以70#和90#基质沥青为原材料制备了废豆油改性沥青,并在此基础上制备了废豆油改性沥青混合料。通过间接拉伸试验、弹性模量试验、蠕变试验、车辙试验以及疲劳试验等研究了废豆油对沥青混合料力学性能的影响。结果表明,废豆油的掺入降低了混合料的间接拉伸强度、弹性模量、流动次数以及动稳定度,延长了沥青混合料的疲劳寿命。废豆油掺量为2%~6%时,掺量越高,废豆油对沥青混合料的改性效果越明显。从整体上看,废豆油改性沥青混合料的力学性能和高温性能有所降低,但耐久性得到提高。废豆油可用于改善沥青混合料的疲劳性能,但实际用量需根据其他性能综合给出。     

SBS/白炭黑复配改性沥青性能的研究

通过对SBS单一改性沥青和SBS/白炭黑复配改性沥青基本性能的测试,研究了不同改性剂及其掺量对基质沥青性能的影响.结果表明:掺4％SBS改性沥青能够改善基质沥青的高温性能、低温性能和感温性能;掺4％SBS+3％白炭黑复配改性沥青也能改善基质沥青的高温性能、低温性能和感温性能,并且其改善效果优于掺4％SBS单一改性沥青.     

纳米TiO2和SBR改性沥青混合料路用性能研究

为探究TiO₂和SBR改性沥青对混合料性能的影响,首先按0.5%、1%、1.5%剂量的纳米TiO₂和1%、2%、4%剂量的SBR粉末进行正交试验配比,用高速剪切混合乳化机制备9组改性沥青,分别测试基质沥青和改性沥青的三大指标,确定改性剂的最佳掺量。以AC-13为例,对筛分清洗好的矿料进行性能分析,确定最佳级配。最后成形马歇尔车辙试件,分析高温车辙性能和水稳定性能,对基质沥青混合料和改性沥青混合料的性能进行对比评价。结果表明：纳米TiO₂和SBR的改性沥青混合料在高温车辙性能和水稳定性能上都有显著提高。改性沥青混合料的动稳定度比基质沥青提高了1.3倍多,经改性过的沥青混合料的马歇尔残留稳定度比基质沥青提高了9.06%,冻融劈裂强度比提高了6.16%。     

纤维与BRA岩沥青复合改性剂组成优化及混合料性能评价

为了优化木质素纤维、聚酯纤维、BRA岩沥青复合添加剂材料组成,以峰值剪切强度为评价指标,通过极差、方差分析了木质素纤维、聚酯纤维、BRA岩沥青对基质沥青抗剪切强度的影响,优选了纤维的最佳掺配比例及BRA岩沥青的最佳掺量。通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂强度试验研究了纤维与BRA岩沥青复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明,当复合添加剂中m(木质素纤维)∶m(聚酯纤维)=1∶2,纤维总掺量为基质沥青质量的7%,BRA掺量为沥青质量的15%时,复合改性沥青具有最优的抗剪切性能。复合改性剂可以同时发挥BRA岩沥青的高温改性优势以及聚酯纤维的低温性能。     

高掺量胶粉/SBS改性沥青及其混合料的路用性能

为了提高废旧轮胎利用率,降低沥青生产成本,发挥胶粉和SBS两种改性沥青的优势,通过优化制备工艺和材料掺量,研究沥青的三大指标、黏度、弹性恢复、储存稳定性,确定了胶粉/SBS复合改性沥青的胶粉最佳掺量为42%,裂解剂的最佳掺量为1.5%。以制备的高掺量复合改性沥青混合料为主要研究对象,其他5种沥青混合料为对照组,包括基质沥青混合料、3%SBS改性沥青混合料、21%普通掺量的胶粉改性沥青混合料、42%高掺量胶粉改性沥青混合料以及21%胶粉+3%SBS普通掺量复合改性沥青混合料,通过车辙试验、低温小梁弯曲试验等分析各个改性沥青混合料的性能。结果表明,比起其他5种沥青混合料,高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗车辙、低温抗开裂和水稳定性,为进一步研究胶粉/SBS改性沥青的应用起到了推广作用。     

LDHs/SBS改性沥青混合料性能的研究

采用不同LDHs改性剂掺量的LDHs/SBS改性沥青制备LDHs/SBS沥青混合料,通过一系列试验,研究了LDHs改性剂不同掺量对LDHs/SBS沥青混合料性能的影响。研究结果表明:沥青混合料的稳定性随LDHs掺量增加而提高并且体积性能指标不变;LDHs的加入能改善沥青混合料的水稳定性,但加入量超过5%时改善能力减弱;随着LDHs掺量的增加,沥青混合料的高温抗车辙性能提高。     

天然岩沥青改性石油沥青的试验研究

以天然岩沥青作为改性剂,通过进行不同掺量的天然岩沥青的改性沥青性能试验,研究天然岩沥青掺量对基质沥青技术性能的影响,综合确定了改性效果俱佳且满足各项性能指标要求的天然岩沥青的最佳掺量,以供参考。     

SBS改性沥青高温性能评价指标的比较

选取多掺量线型、星型SBS改性沥青进行DSR动态剪切时间扫描试验和多应力蠕变回复(MSCR)试验,比较了用于评价沥青高温性能的几种指标:车辙因子G*/sinδ,Shenoy不可恢复柔量1-1/(tanδ·sinδ)/G*以及在0.1,3.2kPa应力水平下10个周期内不可恢复蠕变柔量之平均值Jnr0.1,Jnr3.2的异同点,并对根据车辙试验得到的改性沥青混合料动稳定度与各评价指标之间的相关性进行回归分析.结果表明:当SBS掺量较低时,变化改性剂掺量对改性沥青高温性能的影响更为显著;随着SBS掺量的提高,线型、星型SBS改性沥青高温性能的差异缩小;1-1/(tanδ·sinδ)/G*,Jnr0.1在高温性能评价上均优于车辙因子,而Jnr3.2与改性沥青混合料动稳定度的相关性最差.     

SBR改性乳化沥青路用性能影响因素研究

为了研究基质沥青、SBR改性剂、乳化剂等原材料对SBR改性乳化沥青性能的影响,对不同基质沥青及不同SBR改性剂和乳化剂掺量下的SBR改性乳化沥青路用性能进行分析。结果表明:SBR胶乳掺量的增加使改性乳化沥青蒸发残留物低温性能和高温性能增强;乳化剂对改性乳化沥青储存稳定性有显著影响。