SMC再生SBS沥青的流变性能和微观特性研究

【目的】探究新型温拌再生剂甲基苯乙烯共聚物(styreneic methyl copolymer,SMC)对老化苯乙烯系热塑性弹性体(styrene butadiene styrene,SBS)改性沥青的再生效果和再生机理。【方法】首先,在室内制备不同老化程度的沥青。然后,采用SMC再生剂对不同老化程度的SBS改性沥青进行再生。接着,对再生后的SBS改性沥青进行动态剪切流变和低温弯曲蠕变试验,以评价其流变性能。最后,开展红外光谱试验以揭示其作用机理,进行电镜扫描试验以验证SMC再生剂的再生效果。【结果】SMC再生剂会降低老化SBS改性沥青的车辙因子,降低老化SBS改性沥青的恢复率,同时会使老化SBS改性沥青的低温性能得到极大提升。SMC再生剂未与SBS改性沥青发生化学反应,两者仅为物理共混。同时,SMC再生剂能够弥补沥青因老化产生的裂缝。【结论】SMC再生剂对老化SBS改性沥青具有较好的修复效果,能够为沥青的再生提供一种新的途径。

聚乙烯蜡温拌再生沥青性能研究

聚乙烯蜡可提升沥青路用性能,同时具有良好的经济效益而受到研究人员的广泛关注。选取新聚乙烯蜡(NPEW)与回收聚乙烯蜡(RPEW)按照等比混掺的方式作为温拌剂(PEW),将PEW与再生剂(LBS)加入新旧共混沥青中制备了聚乙烯蜡温拌再生沥青,其中新旧共混沥青中分别含20%、30%、40%的老化SBS改性沥青(AAM),用于模拟实际路面再生过程中旧沥青比例。通过沥青三大指标、布氏黏度对不同PEW及AAM掺量下温拌再生沥青的感温性能、高低温性能及降黏效果进行分析。结果表明,AAM和PEW的添加可减少温拌再生沥青的温度敏感性;当温拌再生沥青中AAM掺量一定时,随着PEW掺量的增加,高温抗变形能力,低温抗裂性能均有显著提升;当温拌再生沥青中AAM掺量较低时,PEW的掺入可有效降低黏度;当AAM掺量30%,PEW掺量2%时,温拌再生沥青兼具最佳的路用性能及经济效益。

基于低温性能的温拌沥青及混合料性能研究

通过FTIR和TG-DSC实验分别对温拌改性沥青的改性机理和热稳定性进行分析,通过RTFO实验评价温拌改性沥青抗老化性能并对温拌剂配方进行优化;采用DSR实验、BBR实验、测力延度实验评价优化后的温拌改性沥青高低温性能,并与Sasobit和Evotherm M1温拌改性沥青进行对比研究;通过混合料实验对温拌剂的降温幅度和温拌沥青混合料的路用性能进行研究。结果表明,温拌改性沥青的改性机理为物理共混,其热稳定性可以得到保障;温拌剂配方优化后,抗老化能力得到改善;蜡-塑温拌剂加入SBS改性沥青中后-18℃时的蠕变劲度降低37.8%、蠕变速率提升9.9%,低温流变性能得到改善;蜡-塑温拌剂的降温幅度约为23℃,比3%Sasobit和0.5%Evotherm M1的降温效果好,蜡-塑温拌改性沥青混合料的高温性能完全满足低温地区的要求,低温抗裂性能和抗水损害能力有明显提升,Sasobit温拌剂可以提升高温抗车辙性能,但对低温性能和水稳定性不利,Evotherm M1温拌剂对混合料路用性能影响不大。

废油/树脂/己二酸二辛酯复合再生剂制备及温拌剂对沥青拌合老化保护效果评价

为验证废油对老化沥青性能恢复的适用性,借助响应面法使用废油、C9石油树脂、己二酸二辛酯配制了一种复合废油再生剂。为避免再生沥青拌合过程中轻质组分的挥发及老化,研究引入温拌剂降低拌合温度进而实现对再生沥青的性能保护。同时,测定了再生剂对老化沥青的再生效果以及温拌剂的保护效应。研究发现,老化沥青低温延展性不良的缺陷得到恢复,再生沥青高温抗变形能力优于基质沥青;再生沥青经温拌后,黏性成分更多,进而低温流变表现占优。再生剂有效补充了老化沥青的芳香族化合物;温拌再生沥青小分子油分物质得到了保护,二次老化中大分子物质基团的生成得到了控制。

滨海高速公路改扩建温拌沥青混合料综合性能评价

评价不同温拌剂对沥青混合料性能影响规律,为工程应用中温拌剂的选择提供技术依据。分别选取Sasobit、Aspha-min、Evotherm 3种温拌剂制备温拌沥青混合料,基于车辙、低温弯曲、冻融劈裂、汉堡轮辙和动态模量试验,分析3种温拌剂对沥青混合料路用性能和动态模量的综合影响。研究表明,Evotherm温拌剂对混合料的降温效果最佳,Aspha-min温拌剂与Sasobit温拌剂对沥青混合料的降温效果相当;Sasobit温拌剂能够提高混合料的高温性能,Evotherm温拌剂能够提高混合料的水稳定性,Aspha-min温拌剂的水热性能较差;中温条件下添加Evotherm温拌剂混合料模量最高,高温条件下添加Sasobit温拌剂混合料模量最高;构建混合料动态模量主曲线,Sasobit和Evotherm温拌剂均能够改善混合料的高温性能,Sasobit温拌剂造成混合料低温性能降低,Evotherm和Aspha-min温拌剂对混合料的低温不产生影响。

蜡基温拌剂对沥青微观特性的影响分析

【目的】探讨蜡基温拌剂对沥青微观特性及蜡析出过程的影响。【方法】选择两种常用的商业蜡基温拌剂——Sasobit和Asphaltan作为研究对象,通过红外光谱试验定性分析温拌剂与沥青的混合机理,通过变温偏光显微镜试验定量分析蜡析出过程中蜡晶体的变化规律,从而深入探讨温拌剂在沥青中的作用机理及其对沥青中蜡析出过程的影响。【结果】相比于Sasobit,Asphaltan温拌剂还具有碳氧双键。蜡基温拌剂与沥青之间未发生复杂的化学反应,仅发生物理共溶。随着温度的降低,沥青的析蜡速率逐渐减小并最终趋于稳定。同时,蜡晶体的数量、平均粒径和面积分数均随着温度降低而增大。在晶体生长过程中,蜡晶体相互连接形成网络结构。此外,温拌沥青蜡析出过程受温度和降温速率的影响,较小的降温速率有助于形成更为完整、有序的蜡晶体。【结论】蜡基温拌剂在沥青中主要通过物理共溶作用影响蜡晶体的析出过程。通过优化降温速率,可以显著改善蜡晶体的结构和性能,从而提高温拌沥青的整体性能。

温拌LDHs改性沥青混合料抗紫外老化性能及应用研究

采用层状双金属氢氧化物(LDHs)作为抗紫外添加剂,温拌剂作为降黏添加剂,制备了一种新型抗紫外沥青混合料。通过透射电子显微镜研究了LDHs的晶体稳定性,同时通过黏度试验研究了温拌剂的降黏效果,再通过物理性能试验、车辙试验、水稳定性试验研究了LDHs的最佳掺量及温拌LDHs改性沥青混合料的抗紫外老化性能,最后铺筑温拌LDHs改性沥青混合料试验段,对试验路用性能进行评价。结果表明:在170℃下,LDHs具有良好的晶体稳定性,温拌剂能显著降低LDHs改性沥青的黏度,LDHs能够有效提高温拌沥青混合料的抗紫外性能和力学性能,推荐实体工程中掺加LDHs质量与沥青质量之比为0.03。

中温温拌再生沥青性能研究

本文对中温再生沥青制备工艺以及性能进行研究,通过试验研究了制备温度、剪切时间、中温再生剂掺量对中温再生沥青性能的影响。研究结果表明,(1)制备中温再生沥青的工艺条件为:70#基质沥青加热温度为120℃,中温再生剂加热温度为80℃,中温再生剂在沥青中的剪切时间为90min;(2)中温再生剂提高了沥青的低温延展性,降低了沥青的黏度,提高了施工和易性;(3)老化沥青的针入度随着中温再生剂掺量的增加而增加,软化点随着中温再生剂掺量的增加而降低,对于70#基质沥青而言,中温再生剂的最佳掺量为沥青质量的4%。

温拌再生SBS改性沥青在道路工程中的应用

为探究不同温拌剂掺量与再生剂掺量对温拌再生SBS改性沥青的性能影响并得到最优配比,采用正交实验法,以温拌剂、SBS改性沥青、再生剂的掺量作为影响因素,以沥青的黏附功、剥落功、135℃布氏旋转黏度以及64℃车辙因子G^(*)/sinδ为评价指标,建立因素水平影响趋势图,探讨3种添加剂掺量对沥青技术指标的影响规律,并优选出温拌再生SBS改性沥青的最佳掺量。结果表明:最佳外掺质量分数温拌剂为4.5%、再生剂为20%、新SBS改性沥青为40%。

温拌剂对含RAP沥青混合料力学性能的影响

为评价含RAP(Recycled Asphalt Pavement,铣刨料)的温拌沥青混合料高温和低温下力学性能并优选适用于含RAP混合料的温拌剂,初选Sasobit、Aspha-min、RH和Evotherm四种温拌剂,通过劲度模量试验、动态蠕变试验和半圆弯曲试验,分别得到劲度模量、加载次数和不同抗裂指标,分别评价混合料抗永久变形性能、高温力学性能和低温抗裂性能。结果表明:RAP使混合料劲度模量、加载次数、最大荷载、断裂能和应变能增加,但柔性指数和抗裂指数降低。温拌剂对混合料不同性能的影响受温拌剂类型影响较大。同时掺加RAP和温拌剂的混合料中,劲度模量最大的对应Sasobit,其次为Evotherm和RH;加载次数最大的对应RH,其次为Evotherm;采用均一化评价方法,抗裂性能最佳的对应Evotherm。综合各项性能,在混合料中添加RAP后宜优选Evotherm温拌剂,对应混合料兼具良好的抗永久变形性能和抗裂性能。

温拌剂EC-120对SBS改性沥青流变性能的影响研究

为研究温拌剂EC-120对SBS改性沥青流变性能的影响规律,通过布洛克菲尔德黏度计法、DSR和BBR试验分别研究了EC-120温拌剂在不同掺量(2%、4%、6%)下对SBS改性沥青高温黏度、高温抗车辙能力及低温抗裂性能的影响,并以车辙因子和蠕变劲度的老化指数为指标分析4%EC-120温拌剂对SBS改性沥青老化性能的影响。结果表明,EC-120温拌剂可以显著降低SBS改性沥青的高温黏度,提高SBS改性沥青的高温抗车辙能力,但会对SBS改性沥青的低温抗裂性能产生消极影响;EC-120温拌剂可改善SBS改性沥青的老化性能,减缓老化速率。建议EC-120温拌剂掺量为4%。

改性赤泥微粉温拌剂制备及泡沫沥青性能研究

分别采用浓度为1 mol/L的HCl、NaOH、NaCl溶液对活化赤泥微粉进行改性,制备改性赤泥微粉温拌剂与泡沫沥青,通过室内试验研究了温拌剂对沥青胶浆低温流变性能与抗老化性能的影响规律。结果表明,活化赤泥微粉的最佳化学改性剂为NaOH;当发泡温度为150℃,温拌剂掺量为20%时,最佳含水率由35%降至30%条件下膨胀率达到7.7倍;温拌剂显著提高了泡沫沥青的低温流变性能,但随着温拌剂掺量的增加,提升效果有所减小;温拌剂进一步提高了沥青的抗老化性能,随着温拌剂掺量的增加,抗热氧老化性能提升效果减弱,抗紫外老化性能提升效果增强。

温拌剂对橡胶改性沥青路用性能的影响

温拌沥青混合料与橡胶改性沥青混合料在国内的应用发展十分迅速,两项技术结合可以在路用性能、施工性能方面实现优势互补,并具有节能减排、绿色环保的优势。为探讨温拌剂对橡胶改性沥青路用性能的影响,以60目废旧轮胎胶粉、盘锦90#沥青、国产LKW-Ⅱ型温拌剂制备改性沥青,通过室内试验,分析研究温拌剂对橡胶改性沥青及其混合料性能的影响。确认温拌剂能够降低橡胶改性沥青的温度敏感性、改善橡胶改性沥青的低温流变性及其使用耐久性,并有效提升橡胶改性沥青混合料的高低温稳定性。

自制温拌剂对硬质沥青性能影响研究

硬质沥青的使用对于提高沥青混合料的劲度模量,改善路面抗车辙能力,提升道路耐久性大有裨益。但硬质沥青内部存在硬质组分含量高,胶结料体系黏度大的特点,使其在应用中存在施工温度高、污染物排放大、不利于道路领域节能减排的缺陷。研究将自制有机降黏型温拌剂以不同掺量加入硬质沥青中制备出温拌硬质沥青,然后对自制温拌剂加入前后硬质沥青的主要技术指标、表观黏度、微观形貌变化及沥青混合料性能进行系统研究。研究成果对于拓展硬质沥青在我国道路工程领域的低碳化应用具有参考意义。

温拌橡胶沥青混合料高低温性能研究

为评价温拌橡胶沥青混合料的高低温性能,选择Sasobit和Rediset两种温拌剂制备温拌橡胶沥青及橡胶沥青混合料,通过旋转黏度试验和肯塔堡飞散试验评价两种温拌剂的温拌效果,通过动态剪切流变试验和汉堡车辙试验评价温拌橡胶沥青及混合料的高温性能,通过间接拉伸试验和半圆弯曲试验评价温拌橡胶沥青混合料的低温抗裂性能。结果表明:含Sasobit混合料具有更好的抗车辙性能和高温稳定性能,含Rediset混合料的温拌效果更好,且具有更好的低温抗裂性能。

有机温拌剂对高黏沥青混合料性能的影响分析

通过分析掺有机温拌剂后高黏沥青混合料的力学性能、路用性能、施工性能变化,得出黏结力和最大弯拉应变可作为有机温拌剂掺量的控制指标,有机温拌剂能改善高黏沥青混合料施工温度高、拌合难度大的问题。对材料综合性能分析,认为掺有机温拌剂后混合料的高温和抗压性能进一步提高,可应用于温差变化小、重载交通等道路的中下面层。

温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响

为研究温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响,以生物沥青结合料和温拌剂为研究对象,对掺加了温拌剂的生物沥青结合料分别进行动态剪切流变试验(DSR)和多应力重复蠕变恢复试验(MSCR),以复数模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sinδ、恢复率R和不可恢复蠕变柔量Jnr为评价指标,研究了2种温拌剂类型(质量比为2%的Sasobit和质量比为0.35%Rediset)、3种生物质重油掺量(质量比分别为5%,15%,25%)对生物沥青结合料高温流变性能的影响。研究结果表明,未老化的生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而降低,黏性成分亦随着生物质重油掺量增加而减小,短期老化后生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而增大,弹性成分比例明显增大。Sasobit温拌剂的加入能够降低生物沥青结合料的黏性行为,增强延迟弹性,提高生物沥青结合料的高温抗车辙性能。加入Sasobit使得生物沥青的复数模量G*和车辙因子G*/sinδ值提高超过100%,不可恢复蠕变柔量Jnr值降低大于60%。Rediset温拌剂可以降低生物沥青结合料的高温老化速度,对生物沥青结合料的老化有较强的抑制作用。具有抗老化的优势,其温度敏感性比Sasobit温拌剂要低。Sasobit和Rediset温拌剂均可以提高生物沥青应力敏感性,使生物沥青在高应力水平下的黏弹性更加显著。

薄层罩面用温拌纤维沥青混合料性能研究

结合工程所在地气候、交通状况及工程材料特点,设计了薄层罩面用温拌纤维沥青混合料级配;通过对比试验研究了级配、矿物纤维种类与掺量、温拌剂掺量及沥青混合料成型温度对薄层罩面用混合料性能的影响规律并就降低温度后的沥青混合料对施工工艺的影响进行了分析;提出了应用温拌纤维沥青混合料解决薄层罩面施工中热量易于散失,温降过快,难于压实等实际工程问题的方法.对于提高薄层罩面质量,延长道路使用寿命具有重大的工程指导作用.

掺不同温拌剂沥青混合料的动态模量及疲劳特性

应用简单性能试验机(SPT)分别对掺不同温拌剂(Leadcap,Sasobit和ZQ-WB3温拌剂)沥青混合料及热拌沥青混合料在不同温度和加载频率时的动态模量、相位角进行测定与研究,并通过四点疲劳试验(应变控制模式)分析掺不同温拌剂沥青混合料的疲劳寿命.结果表明:随着温度降低或加载频率升高,掺不同温拌剂沥青混合料的动态模量增大;温度为37℃或54℃时,掺Leadcap或Sasobit温拌剂沥青混合料相位角出现峰值时的加载频率较掺ZQ-WB3温拌剂沥青混合料小;温拌剂对沥青混合料疲劳寿命有很大影响,掺ZQ-WB3温拌剂沥青混合料平均疲劳寿命最短,掺Leadcap温拌剂沥青混合料平均疲劳寿命最长.

基于温拌沥青性能的不同温拌剂效能评价

为研究不同温拌剂对沥青性能的影响,促进温拌沥青技术的推广应用,选择Sasobit、Aspha-min、ZYF三种温拌剂和SK90#沥青、SBS改性沥青,通过针入度、软化点、延度试验、旋转黏度试验、动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验系统地研究不同温拌剂对沥青性能的影响,并根据沥青指标的变化确定ZYF温拌剂的合理掺量。结果表明:Sasobit和Aspha-min可以改善沥青的高温性能,但对低温性能不利;ZYF温拌剂略微降低沥青的高温性能,但能显著改善其低温性能;Sasobit和ZYF温拌剂可显著降低沥青的高温粘度,Aspha-min温拌沥青的粘度略微增大;ZYF温拌剂的合理掺量为沥青用量的4%。