胶粉复合改性沥青最佳制备工艺及其溶胀时间试验研究

针对目前胶粉改性沥青性能存在的不足,以金陵70号道路石油沥青、中胶40目胶粉、YH-791 SBS以及维他连接剂TOR作为原材料,确定最佳制备工艺,研发胶粉复合改性沥青。主要探究胶粉与SBS两种改性剂的添加工艺以及溶胀时间对胶粉复合改性沥青性能的影响。试验研究表明:胶粉与SBS同时掺入道路石油沥青,且溶胀时间为1h时,制备的胶粉复合改性沥青路用性能最佳,其高温稳定性能和弹性恢复性能较TOR橡胶沥青和SBS改性沥青有显著改善。     

嵌入式胶粉复合SBS改性沥青的结构与性能

通过螺杆高温挤出使胶粉预先脱硫降解,然后嵌入分散在苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青中,研究了胶粉的降解程度、种类、含量及交联稳定工艺对复合改性沥青结构与性能的影响.结果表明:降解胶粉易微细化嵌入SBS改性沥青中,明显提高了SBS改性沥青的低温延度和耐老化性能,且不明显增加复合改性沥青的施工黏度.嵌入式胶粉复合SBS改性沥青经过交联稳定后热贮存稳定性能良好.     

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。     

胶粉 /SBS 复合改性沥青流变性能研究

以SK90号基质沥青及不同掺量胶粉和SBS改性剂制备复合改性沥青,对其软化点等常规指标及流变力学指标进行检测。研究表明,随胶粉和SBS改性剂掺量提高,复合改性沥青的软化点、旋转粘度及弹性恢复等指标呈显著增大趋势,而针入度则不断减小,延度则先增大后减小;胶粉和SBS改性剂均可改善复合改性沥青的高温性能,且当胶粉掺量相同时,其高温性能随SBS改性剂掺量的增大而增大;随胶粉和SBS改性剂掺量的增大,复合改性沥青的m值不断减小,s值呈不断增大趋势;在胶粉掺量相对较低时,SBS改性剂对复合改性沥青的改性效果更加显著,而当胶粉掺量过大时,SBS改性剂对复合改性沥青的改性效果则显著减小。     

TB胶粉复合SBS改性沥青及混合料的低温性能

通过小梁弯曲蠕变试验(BBR)以及半圆弯拉试验(SCB),对不同TB胶粉掺量和苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺量的TB胶粉复合SBS改性沥青及其混合料的低温性能进行研究,并对其低温性能指标进行相关性分析.结果表明:与基质沥青相比,TB胶粉改性沥青具有优异的低温性能,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温PG分级温度下降,沥青低温应力变小,混合料低温抗裂性增强;TB胶粉复合3%SBS改性沥青及其混合料的低温性能高于基质沥青,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温性能改善效果较为显著,但低于相应掺量的TB胶粉改性沥青;随着SBS掺量的增加,10%TB胶粉复合SBS改性沥青的低温性能变化不明显,混合料的低温抗裂性变差;TB胶粉改性沥青的低温PG分级可以很好地反映沥青及其混合料的低温性能,而TB胶粉复合SBS改性沥青不能通过单一的PG分级来评价其低温性能,需要结合其他指标共同评价.     

溶解性胶粉/SBS复合改性沥青低温性能评价

采用低温延度试验与弯曲梁流变试验,通过数据回归分析,对溶解性胶粉改性沥青及其与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合的改性沥青低温性能进行评价.结果表明:当用胶粉和SBS对沥青复合改性时,增大胶粉质量分数能有效提升沥青的低温塑性变形能力和低温流变性能,增大SBS质量分数能提升沥青的低温塑性变形能力,但高掺量SBS可能降低沥青低温流变性能;随着胶粉质量分数和SBS质量分数的增大,沥青低温性能提升幅度逐渐降低;当胶粉质量分数为10%且SBS质量分数为2%时,改性剂利用效率最高.     

几种改性沥青疲劳破坏评价指标及性能研究

为研究改性沥青的疲劳破坏演化规律,采用动态剪切流变仪(Dynamic Shear Rheometer,DSR),对岩沥青/SBS复合改性沥青(RA/SBS)、岩沥青/胶粉复合改性沥青(RA/CR)、岩沥青改性沥青(RA)和SBS改性沥青(SBS)进行温度扫描试验和考虑荷载控制模式(应力/应变)的时间扫描试验。基于表象法和耗散能理论,获得多种物理指标随荷载作用次数(N)的变化曲线;通过分析曲线变化规律系统地研究本研究改性沥青的疲劳行为,确定多种疲劳破坏指标(G*sinδ、TF、Nf50、Nfm、Nm、N2和Np20),并将其应用于改性沥青的疲劳性能评价与寿命评估;全面分析和客观评价不同疲劳破坏指标的评价效果,确定适用于本研究改性沥青的疲劳失效判定标准。研究结果表明：不同疲劳破坏指标对本研究改性沥青的疲劳性能评价效果存在显著差异,疲劳寿命依赖于时间扫描试验的荷载控制模式;同一种加载模式下,应用多种疲劳破坏判定指标对改性沥青进行疲劳寿命排序的结果具有一致性,添加5%岩沥青和2%SBS的RA/SBS是应力控制模式下的最佳抗疲劳性能掺配;添加5%岩沥青和18%胶粉的RA/CR是应变控制模式下的最佳抗疲劳性能掺配;增加RA/CR中的胶粉掺量,降低岩沥青掺量,可显著改善复合改性沥青的疲劳性能。通过疲劳破坏指标的几何位置判定可知,Nf50和Nfm贴近于改性沥青的完全疲劳破坏状态,可将其作为本研究改性沥青的疲劳破坏判定标准。     

TB+SBS复合改性沥青的性能

将不同掺量的SBS掺入TB沥青(terminal blend胶粉改性沥青)中,制得TB+SBS复合改性沥青.采用室内试验评价了SBS对TB沥青路用性能的改性效果,探讨了SBS对TB沥青路用性能的改性机理.结果表明:SBS能有效提高TB沥青的软化点和延度,降低其针入度.掺入3.0%(质量分数)的SBS可使TB沥青的PG分级从原来的58-28提高到70-28,使TB沥青混合料高温稳定性优于4.5%SBS改性沥青混合料.TB+3.0%SBS复合改性沥青是一种高、低温性能兼顾的产品.在相同目标空隙率下,综合考虑沥青混合料的疲劳性能、自愈合补偿作用以及高温稳定性,各种沥青混合料综合性能优劣排序为TB+3.0%SBS复合改性沥青混合料4.5%SBS改性沥青混合料TB沥青混合料基质沥青混合料.SBS、胶粉、基质沥青三者之间交联紧密,形成了均匀、致密的TB+SBS复合改性沥青体系.     

SBS/胶粉复合改性沥青研究进展

文中通过对复合改性沥青的制备工艺、新疆沥青、助剂和混合料评价指标进行分析总结,为进一步研究SBS/胶粉复合改性沥青打下了基础。     

老化对胶粉和SBS改性沥青流变性能的影响

为研究短期老化作用对胶粉(CR)改性沥青和SBS改性沥青流变性能的影响,通过旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)对CR改性沥青和SBS改性沥青进行短期老化,然后在不同温度和荷载频率下进行动态剪切流变试验(DSR),结合扫描电子显微镜(SEM),对CR改性沥青和SBS改性沥青的流变性能和微观结构进行了研究.结果表明:老化前橡胶粉及SBS改性剂都能与沥青达到良好共融,老化后SBS改性剂与沥青的界面结合状况却差于橡胶粉与沥青的界面结合状况;老化作用使CR改性沥青和SBS改性沥青由储存模量G′(弹性)占主导作用转向由损失模量G″(黏性)占主导作用的温度转化点向高温转移;短期老化作用在高温下对SBS改性沥青产生的影响较大;短期老化前后,CR改性沥青较SBS改性沥青具有更强的高温抵抗变形能力和抗车辙能力;随加载频率增大,2种改性沥青的高温抗车辙能力都得到增强.     

多种沥青混合料疲劳性能的比较

在对应的设计空隙率下,进行考虑自愈合作用的多种沥青混合料疲劳性能的对比研究.采用Nf50法判断基质沥青混合料疲劳寿命,采用NfNM法判断改性沥青混合料疲劳寿命.结果表明:当未考虑自愈合作用时,AC-13terminal blend(TB)胶粉+SBS改性沥青混合料具有最好的疲劳寿命,随后依次为ARAC-13橡胶沥青混合料、AC-13SBS改性沥青混合料和AC-13TB胶粉+岩沥青改性沥青混合料等;当考虑自愈合作用后,ARAC-13橡胶沥青混合料具有最好的疲劳寿命,随后依次为AC-13TB胶粉+SBS改性沥青混合料、AC-13SBS改性沥青混合料和AC-13TB胶粉+岩沥青改性沥青混合料等.TB胶粉改性沥青混合料及其各类复合改性沥青混合料具有极大的科研和应用价值.     

基于正交分析的改性沥青流变学性能试验研究

为了研究改性沥青的流变学性能,通过在不同的温度和加载频率下进行动态剪切流变试验(DSR),在正交试验的基础上,利用极差分析法深入分析改性剂种类、温度和频率对改性沥青流变性能的影响程度。结果表明:高温条件下,影响改性沥青流变性能的程度为:温度频率改性剂种类;SBS改性沥青、胶粉(CR)改性沥青和复合胶粉(CCR)改性沥青中,CCR改性沥青的抗变形能力和抗车辙能力最好,而SBS改性沥青的抗疲劳能力最好;随着温度的升高,改性沥青的抗变形抗车辙能力下降,抗疲劳能力上升;改性沥青的抗变形抗车辙能力随着加载频率的增大而增强,抗疲劳能力随着加载频率的增大而减小。     

溶解性胶粉复合RET改性沥青及其混合料性能研究

为了解决TB沥青(Terminal Blend胶粉改性沥青)高温性能不足的问题,将反应性弹性体三元共聚物(Reactive Elastomeric Terpolymer,RET)掺加到TB沥青中制备TB沥青与RET复合改性沥青,采用针入度评价体系和SHRP沥青结合料评价体系系统研究了TB胶粉掺量(10%,15%,20%)和RET掺量(1. 0%,1. 5%,2. 0%)对RET复合溶解性胶粉改性沥青性能的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、自愈合前后四点弯曲疲劳试验评价TB胶粉复合RET改性沥青的高低温性能和抗疲劳耐久性能,并将其与SBS,SBR改性沥青混合料进行了对比。     

胶粉/SBS复合改性高模量沥青混合料性能研究

胶粉/SBS复合改性综合了橡胶沥青和SBS改性沥青的优势,能显著改善混合料的高低温性能。采用残留稳定试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、车辙试验、四点弯曲疲劳试验和动态模量试验,分析胶粉/SBS复合改性高模量沥青混合料的路用性能及动态力学特性,并与硬质20#高模量沥青混合料及SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明,胶粉/SBS复合改性高模量沥青混合料的水稳定性、高低温性能、抗疲劳性能及动态模量值更优,且各项指标满足高模量沥青混合料要求。     

SBS与废胶粉复合改性沥青性能试验研究

通过SBS与废胶粉沥青复合改性的几种不同配方试验,并以马来酸酐为增溶剂,以SDJ—C1型相容稳定剂来增强改性效果,分析了高温搅拌、剪切熔融的物理改性与接枝反应的化学改性相结合的复合改性机理以及用SBS、废胶粉复合改性后沥青的针入度、软化点、延度等主要性能改善作用,提出SBS、废胶粉复合改性沥青的掺量范围。     

温拌胶粉改性沥青的流变和微观性能评价

以EM型降黏剂、SDYK型表面活性剂为温拌剂制备温拌胶粉改性沥青.通过动态剪切流变仪（DSR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和原子力显微镜（AFM）对胶粉改性沥青（CR）、EM型温拌胶粉改性沥青（CR EM）和SDYK型温拌胶粉改性沥青（CR SDYK）的性能进行测试,研究2种温拌剂对沥青流变性能的影响,并探究其微观力学性能和宏观流变性能之间的关系.结果表明：CR EM和CR SDYK的抗变形能力均优于CR;温拌剂对胶粉改性沥青以物理改性为主;2种温拌剂的掺入使沥青微观均方根粗糙度Rq减小、微观杨氏模量增大;利用统计分析软件对3种沥青的微观力学指标（微观杨氏模量）与宏观流变性能（改进车辙因子G/sin9δ）进行相关性分析,两者具有良好的相关性.     

胶粉复配RET改性沥青老化前后流变特性与老化机理

采用动态剪切流变和弯曲梁流变试验,研究了胶粉复配反应性弹性体三元共聚物(RET)改性沥青经历短期及长期老化前后的高低温流变特性,并与SBS复配RET改性沥青进行了对比;通过原子力显微镜对胶粉复配RET,SBS复配RET改性沥青老化前后的改性机理进行了初步分析.结果表明:胶粉、RET的掺入能改善沥青老化前后的高温性能;相比于SBS复配RET,胶粉复配RET对短期老化前后沥青的高温性能改善更显著,且长期老化后其劲度模量增长幅度更低;随着RET掺量的增加,胶粉复配RET,SBS复配RET改性沥青老化前后的高温抗变形能力随之增强,其低温性能变化不大;胶粉复配RET改性沥青的微观形态中出现明显的"黑白斑点"结构,相较于SBS复配RET改性沥青,胶粉复配RET改性沥青老化后的黏结力与耗散能提高,弹性模量降低,抗老化性能更好.     

多聚磷酸复合改性沥青低温性能

通过5℃延度试验、25℃针入度试验和小梁弯曲蠕变试验(BBR),研究了不同种类的多聚磷酸(PPA)改性沥青和PPA复合改性沥青(PPA+SBS,TB+PPA+SBS)的低温性能.结果表明:PPA掺量的增加有利于提高埃索70#的低温性能,PPA对伊朗70#的低温性能有害,对沥青胶结料的改性结果与沥青的化学组分有很大的关系;随着PPA掺量的增加,PPA+SBS的低温性能先升高后降低,对PPA+SBS的低温性能不利;对于TB+PPA+SBS,从软化点变化来看,PPA的掺加有利于提高其高温性能,总体上PPA对PPA+SBS,TB+PPA+SBS的低温性能影响较小,二者的低温性能主要由胶粉和SBS掺量决定,胶粉可以明显提升PPA复合改性沥青的低温性能.     

TB复合高模量剂改性沥青的黏弹特性及混合料性能研究

基于DSR、MSCR、BBR试验,研究TB(Terminal Blend)复合高模量剂改性沥青的的黏弹特性,并与20％TB(胶粉)沥青、5％SBS改性沥青进行了对比分析.通过车辙试验、低温弯曲试验与疲劳试验,对比分析了TB复合高模量剂改性沥青混合料的高低温性能和疲劳特性.结果表明,掺加高模量剂能显著改善TB(胶粉)沥青...     

胶粉改性沥青混合料低温特性试验研究

为研究胶粉改性沥青混合料低温抗裂性能,采用沥青混合料小梁弯曲蠕变试验对胶粉改性沥青混合料的低温性能进行检验,并以SBS改性沥青混合料作为参照,结果表明,胶粉改性沥青混合料的感温性较弱,材料力学性能受温度影响较小,与SBS改性沥青混合料相比低温不易开裂。