HVM-TSR高黏改性剂的制备及应用性能

为制备出性能优良且价格低廉的高黏改性剂,以降低高黏沥青使用成本,运用熔融共混工艺,将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer,SBS)、萜烯-苯乙烯树脂(terpene-styrene resin,TSR)及少量增塑剂混炼制备出HVM-TSR高黏改性剂,研究其对基质沥青的改性效果,并选用传统高黏改性剂(TPS)作为对照组。通过常规物理性能试验确定HVM-TSR、TPS高黏改性剂各自的最佳掺量,结合离析试验、荧光显微镜、傅里叶变换红外光谱、动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验,对HVM-TSR、TPS高黏沥青的热储存稳定性、微观结构、改性机理、高低温流变性能进行对比研究。结果表明:HVM-TSR、TPS高黏改性剂最佳掺量分别为14.5%~18.2%、15.2%~17.5%,最佳掺量范围内的HVM-TSR高黏改性剂颗粒均匀分散于沥青中形成致密连续的网状结构。HVM-TSR、TPS高黏沥青制备过程中均无新的官能团生成,高黏改性剂与沥青仅为物理共混。0~48 h热储存过程中,2种高黏沥青的软化点差均小于2.5℃,满足热储存稳定性要求。相比于TPS高黏改性剂,HVM-TSR改性制备的高黏沥青具有更好的高温抗车辙性能和低温柔韧性,且成本仅为TPS高黏改性剂的48%,大幅降低了高黏沥青的使用成本。

PAPI型聚氨酯改性沥青性能与微观机理

为了研究聚氨酯(PU)对沥青的改性机理,以多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)与聚己二酸乙二醇酯二元醇(PEA)、聚四氢呋喃(PTMEG)合成两种PU预聚体,并用其制备PU改性沥青。采用针入度、软化点、延度、黏度试验测试改性沥青基本性能,并通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、热重(TG)分析、差示扫描量热法(DSC)对其微观结构及反应机理进行分析。研究结果表明,PAPI型PU可以通过物理和化学反应协同改善沥青的高低温性能,PU的加入可使沥青针入度降幅超过20%,软化点提升高于35%,延度性能提升超350%,两种PU改性剂均可显著提升沥青的黏度。PU与沥青反应生成PU-沥青枝接物提高了相容性,导致改性沥青的官能团比例发生变化,PU掺入后会增大沥青中蜂形结构的高度,从而提高沥青的高温性能。PAPI-PEA型PU改性沥青热稳定性优于PAPI-PTMEG型PU改性沥青,而PAPI-PTMEG型PU改性沥青具有更低的玻璃化转变温度。

《道路工程材料》教学中沥青老化问题探析

由于沥青是一种以碳、氢元素为主的大分子有机化合物,所以在沥青混合料拌合、运输、摊铺、碾压以及长期的沥青路面使用过程中,沥青会发生老化。沥青的老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素,也是沥青混合料耐久性的一个重要方面。有必要使学生深刻理解沥青老化的原理和抑制沥青老化的方法。本文围绕沥青老化的机理、沥青老化的影响因素和预防措施等三个方面展开分析讨论。有助于学生深刻理解沥青老化的概念和研究沥青老化的重要意义,改善教学效果。

用于排水沥青路面的高黏度改性沥青的制备及性能

为制备出适用于排水沥青路面的高黏度改性沥青,并降低使用成本,运用熔融共混工艺,将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、天然增黏树脂(TR)以及少量增塑剂混炼得到新型热塑性高黏度改性剂(N-HVM),用其制备新型高黏度改性沥青(N-HVA),并对其改性效果进行研究。选用传统TPS-HVA、SINOTPS-HVA作为对照组进行对比分析。首先通过针入度、软化点、5℃延度、60℃动力黏度、135℃布氏黏度、弹性恢复试验研究不同N-HVM掺量对沥青常规物理性能的影响,确定出N-HVM的最佳掺量范围;其次通过黏度试验分析高黏度改性沥青的黏流特性,借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)试验、差示扫描量热(DSC)试验探析高黏度改性沥青的改性机理;最后利用动态剪切流变(DSR)试验和弯曲梁流变(BBR)试验评价高黏度改性沥青的高低温流变性能。试验结果表明:N-HVM最佳掺量(质量分数,下同)范围为14%~18.5%,制备的高黏度改性沥青常规物理性能满足规范要求。N-HVM的成本仅为市售高黏改性剂TPS、SINOTPS的30.8%、67.1%,能够显著降低高黏度改性沥青的使用成本。基质沥青与N-HVM共混过程中既存在物理改性,同时伴随有化学反应的发生。N-HVA的黏流活化能Eη小于TPS-HVA、SINOTPS-HVA,具有更好的温度稳定性及施工和易性。相比于TPS和SINOTPS,N-HVM对沥青的高低温性能改善效果更为显著,改性后的沥青具有优异的高温抗车辙性能和低温柔韧性。