BMH型温拌剂对废塑/SBS复合改性沥青疲劳性能的影响

借助动态剪切流变仪(DSR)温度扫描试验、时间扫描试验、线性振幅扫描试验以及红外试验对废塑/热塑性丁苯橡胶(SBS)复合改性沥青的抗疲劳性能进行了分析。结果显示:路陆邦(BMH)型温拌剂可以降低废塑/SBS改性沥青的疲劳因子,降低耗散能,提高抗疲劳性能,且以1.2%(质量分数,下同)的掺量表现最佳。归一化动态模量衰减至初始模量50%的指标值(N_(f50))和刚度比(S)×循环加载次数(N)均可以用来表征温拌废塑/SBS复合改性沥青的疲劳寿命,通过S×N指标来表征的疲劳寿命总体上低于N_(f50),1.2%掺量改善抗疲劳性能最优,1.4%掺量改善效果不升反降。BMH型温拌剂对于老化后沥青试样疲劳性能的改善效果更明显;无论是老化还是未老化的沥青试样,温拌剂的改善效果在高应变水平环境中更为突出;抗疲劳性能以1.2%掺量BMH型温拌剂样品最优。BMH型温拌剂能够通过降低羰基及亚砜基含量来提高沥青抗疲劳性能,对老化后的沥青提升效果更明显,这与线性振幅扫描试验结果一致。

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/橡胶粉/碳九石油树脂复合改性高黏沥青的黏附性

为了改善高黏改性沥青与集料之间的黏附性,制备了基于碳九石油树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和橡胶粉的高黏改性沥青(HVAM-2),采用滴定法测定了其与集料之间的接触角并计算出黏附功。通过冻融劈裂试验、浸水飞散试验和汉堡车辙试验进一步验证了HVAM-2混合料的黏附性。结果表明,碳九石油树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和橡胶粉三种材料在沥青中形成的网格结构能够大幅度提高沥青的黏附性,有效改善沥青与集料之间的黏接能力;相比于基质沥青,HVAM-2的黏附功提高了72.9%,且HVAM-2沥青混合料具有良好的水稳定性。

SBS改性沥青的研究

本文探究了基础沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的加入量、SBS自身的性质等因素对改性沥青性能的影响,指出SBS改性沥青的适宜加入量为4.5%~6.05%,并应根据基础沥青的种类不同,选择合适的SBS。

湖沥青与SBS复合改性沥青性能研究

为了研究湖沥青在改性沥青中的应用,以湖沥青和软化剂制备调和沥青,研究了调和沥青掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青性能的影响。结果表明:当软化剂添加量(质量分数)为40%时,所制备的调和沥青的软化点、针入度(25℃)和延度(15℃)满足70A基质沥青性能指标;调和沥青的加入,能够促进SBS在沥青中的溶胀和发育,提高了SBS改性沥青的高温性能,但对SBS改性沥青的低温性能存在不利影响。当调和沥青的添加量(质量分数)为15%时,所制备的复合改性沥青的性能指标能够满足SBS改性沥青技术指标要求。

SBS/PU复合改性沥青混合料性能试验研究

【目的】研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer,SBS)与聚氨酯(polyurethane,PU)复合改性沥青混合料的路用性能。【方法】采用2.0%SBS与不同掺量(4.0%、6.0%、8.0%)的PU制备复合改性沥青,并使用这种改性沥青制备密级配沥青混合料AC-13,通过开展马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲蠕变试验评价沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂、水稳定性,同时制备4.0%SBS改性沥青混合料和6.0%PU改性沥青混合料作为对照组。【结果】SBS/PU复合改性沥青混合料能够满足沥青路面的路用性能要求。其中,2.0%SBS+6.0%PU复合改性沥青混合料的动稳定度较基质沥青混合料、4.0%SBS改性沥青混合料、6.0%PU改性沥青混合料的分别提升144%、19%、52%,SBS/PU复合改性沥青混合料的高温稳定性较对照组有所提升,水稳定性与对照组相当,低温性能的改善效果不明显。【结论】综合考虑改性效果和经济性,SBS/PU复合改性沥青混合料的最佳掺量为2.0%SBS+6.0%PU。

排水沥青路面空隙堵塞试验研究

粉尘颗粒堵塞是导致排水沥青路面排水功能衰减的重要原因,为了研究排水沥青路面空隙颗粒堵塞特性,通过模拟堵塞试验研究了排水沥青混合料堵塞颗粒敏感粒径;通过渗透性能衰变试验,结合Wojtanowicz堵塞机理模型,研究不同粒径颗粒在不同空隙率的排水沥青混合料中的堵塞规律。研究表明:粒径0.6~2.36 mm的颗粒最容易阻塞在排水沥青混合料内部。含颗粒流体对于排水沥青混合料的堵塞分为三个阶段。第一阶段渗透系数残留率与堵塞颗粒质量线性相关,颗粒在混合料内部孔喉处的堵塞占主导地位;第二阶段空隙结构表面颗粒吸附与沉降以及颗粒的大量堆积所占的比例逐渐提高;第三阶段含颗粒流体从较大连通空隙流出混合料,排水沥青混合料渗透系数逐渐稳定。

干法苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青玛蹄脂碎石混合料的动态力学性能

采用简单性能试验机测试苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)占基质沥青质量分数分别为6%、8%的干法SBS改性SMA-13型沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA13)在不同试验温度、加载频率时的动态模量与相位角,并与常规的湿法SBS改性SMA13进行对比分析,建立各自的动态模量主曲线。结果表明:在低温5℃及常温20℃时,改性剂含量不同的干法SBS改性SMA13的动态模量差异较小,并且均比湿法SBS改性SMA13的动态模量小,表明干法SBS改性SMA13具有较好的低温柔性;在较高温度50、60℃时,干法SBS改性SMA13的动态模量、弹性模量与黏性模量均比湿法SBS改性SMA13的大,说明干法SBS改性沥青的高温抗变形能力更强,高温稳定性更优。

解交联橡胶沥青的组成与路用性能

以微纳解交联胶粉为原料,采用高温高速剪切的方法制备了微纳橡胶沥青,使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪探究了微纳橡胶的微观形貌及微纳橡胶和基质沥青的混溶过程,通过油石比设计研究了混合料的水稳定性、温度稳定性、抗劈裂破坏性能等路用性能,此外还进一步评估了微纳橡胶沥青混合料在实际道路工程中的应用效果。结果表明,解交联胶粉中溶胶质量分数可达65.7%,其中解离炭黑的尺寸约为200 nm,在微纳橡胶与沥青溶混过程中发生了硫交联键化学作用;微纳橡胶沥青混合料具有优异的水稳定性、高低温稳定性能和抗劈裂破坏性能;使用微纳橡胶沥青混合料铺筑的甘肃省酒泉—嘉峪关绕城高速公路试验路段全厚式微纳橡胶沥青路面上面层和下面层的关键技术指标均符合规范及设计要求。

胶粉/SBS复合改性沥青及其混合料性能试验研究

通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲蠕变劲度试验(BBR)研究了胶粉/SBS复合改性沥青的高低温流变性能,并在此基础上通过高低温、水稳定性和抗疲劳性能等一系列试验对复合改性沥青混合料的路用性能进行研究,并以4.5%SBS作为对照组。研究结果表明,胶粉/SBS能有效改善沥青的高温抗变形能力和低温应力松弛能力,综合沥青高低温流变性能及经济性,推荐了3%SBS+15%胶粉、2.5%SBS+18%胶粉、2%SBS+20%胶粉等3个组合方案;胶粉/SBS复合改性后明显提高了沥青混合料高温抗车辙性能、低温抗裂能力、抗水损害性能和抗疲劳性能,推荐最佳组合为2.5%SBS+18%胶粉。

SBS/纳米碳酸钙复合改性沥青热稳定性研究

为研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/纳米碳酸钙复合改性沥青的热稳定性,通过红外光谱和荧光显微镜技术及材料表界面化学理论,分析了稳定机理及定性判断方法;通过软化点关联法和红外光谱技术关联法分别拟合了软化点、SBS特征峰面积与改性剂含量的回归方程;建立了软化点与SBS特征峰面积的数据模型。结果表明,纳米碳酸钙通过物理作用提高SBS改性沥青的热稳定性;当软化点差(ΔT)≤2.5℃时,SBS含量差值(ΔwSBS)≤0.34%,CaCO_(3)含量差值(ΔwCaCO_(3))≤0.15%,体系稳定性良好;红外光谱关联法揭示了体系稳定性内因,当966 cm^(-1)处特征峰面积差值(ΔS_(966 cm^(-1)))≤0.24时ΔT≤2.5℃,体系稳定;回归结果显示,建立的软化点与SBS特征峰面积的数据模型具有统计学意义,可为SBS/纳米材料复合改性沥青热稳定性的研究构建新的评价体系。

SBS/PS-HI复合改性沥青抗老化性能

为研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/高抗冲击聚苯乙烯(PS-HI)复合改性沥青的抗老化性能,以高速剪切法为制备工艺,用PS-HI替代部分SBS制备了一系列软化点指标相仿的复合改性沥青,考察了SBS改性剂添加量与PS-HI替代比的关系,探究了复合比对复合改性沥青其他方面性能的影响规律,并通过薄膜加热试验(TFOT)和旋转薄膜加热试验(RTFOT)老化试验分析残留物的针入度比、软化点、延度和黏度比的变化趋势,从而评价其抗老化性能。结果表明,PS-HI的替代比与SBS的添加量有直接关系,当SBS添加量处于下降的初期阶段时,PS-HI替代比呈现较为平缓的趋势;当SBS添加量继续下降时,PS-HI替代比迅速增至最大;当SBS添加量降至0,PS-HI替代比迅速下降并趋于平衡,这说明SBS和PS-HI各存在一个临界浓度,添加量高于临界浓度后,才能起到良好的改性效果;同时,随着SBS/PS-HI复合比的增加,复合改性沥青的抗老化性能得到改善,但沥青的低温性能以及流动性受到影响;SBS/PS-HI复合比越小,沥青的高温、低温性能以及流动性能较好,但是抗老化性能下降,且经济性不佳。为了使复合改性沥青具有较好的路用性能和抗老化性能的同时,又有良好的经济性,SBS/PS-HI的复合比需要控制在某一特定范围内。

Experimental study on sliding shaft lining mechanical mechanisms under ground subsidence conditions

Aimed at more than 60 shaft linings damaged in Huaibei, Datun, Xuzhou and Yanzhou mine areas, this paper presents a new type of sliding shaft lining with asphalt blocks sliding layer. By model test, it is obtained that the deformation characteristics and the mechanical mechanisms of the sliding shaft lining under the condition of ground subsidence. The research results provide a testing basis for the sliding shaft lining design. By now, this kind of sliding shaft lining had been applied in 9 shafts in China and Bangladesh.

SBS改性沥青的结构与性能

通过动态黏弹性能、结构分析和沥青基本性能测试研究了SBS和沥青之间的相容性,以及SBS用量对改性沥青的结构与性能的影响。结果表明,SBS与沥青有一定的相容性,沥青中的某些组分可进入SBS的聚丁二烯(PB)链段区域,使PB的玻璃化转变温度升高,在高剪切力作用下也可进入聚苯乙烯(PS)链段,降低了PS的玻璃化转变温度,但不会使PS物理交联点发生严重解体。当SBS质量分数为5%时,SBS在沥青中呈彼此分离的球状颗粒;当SBS质量分数达到7%或以上时,则形成连续相。随着SBS质量分数的增加,改性沥青的软化点和低温延度升高,针入度和高温贮存稳定性下降。

基于主动生长的断裂裂缝块的连接方法

针对沥青路面裂缝图像分割成二值图像后,存在虚假信息和边缘断点的问题,提出一种基于主动生长的断裂裂缝块的连接方法。该方法依据噪声呈孤立圈状,裂缝呈线性的特征去除虚假噪声信息;并采用区域填充法将裂缝轮廓内部空隙填充,使裂缝呈现块状;然后采用主动生长法进行断裂裂缝块的连接。实验表明,该算法在去除噪声的情况下,较好实现了断裂裂缝块的连接,有利于后续的图像测量、评估等处理。

SBS改性沥青

介绍了沥青的特性、改性沥青的种类与性能,以及丁苯嵌段共聚物改性沥青的相容性、溶胀性、分散性等方面的研究进展,并提出了发展建议。

LDPE/SBS共混物改性沥青体系的反应共混行为

利用应变控制流变仪对LDPE/SBS共混物改性沥青过程中的反应共混行为进行了初步研究,考察了交联剂及温度对反应共混行为的影响,分析了反应共混特性。结果表明,在交联剂存在下,LDPE/SBS共混物中的SBS与交联剂发生了化学反应,引起了转矩的升高。在温度高于120℃时开始反应,反应速度随温度的升高而加快。当温度超过230℃时,转矩在反应开始后先升后降,可能是聚合物发生降解所造成的。同时,增加交联剂用量有利于提高反应速度。

SBS改性沥青性能及显微形态结构分析

为探索改性沥青宏观性能与显微形态结构的关系,选取3类、4种剂量的SBS改性剂与2种基质沥青分别制备改性沥青,通过环球软化点、布氏黏度、动态剪切流变试验及荧光显微镜分析技术,从宏观性能与微观形态结构方面同时探讨比较了各类SBS改性沥青。结果表明:改性沥青性能是改性剂在沥青中的相态、形状、大小、百分率含量和均匀性等微观形态共同作用的结果。一般地,改性剂粒子面积百分率越大、长短轴之比及其标准差越小、平均面积越小,改性沥青的改性效果越好。研究成果为后续根据改性沥青微观形态参数定量改性沥青的性能研究奠定了基础。

沥青混合料CT图像分割技术及其效果分析

在最大类间方差法(OTSU法)的基础上,设计了环状分块方法,用以解决在处理路面芯样CT图像灰度图无明显双峰,目标集料颗粒与沥青胶浆背景分割的技术难题,并着重从图像分割效果方面设计试验,开展了评价研究。结果表明:采用环状分块和OTSU法相结合的改进算法,图像的分割质量明显提高。进一步与最佳阈值法(手动)相比较,采用粗集料颗粒面积比作为指标,定量地评价了环形分块OTSU法的精度,结果理想。

SBS改性沥青的综合性能研究

在石油沥青中分别加入7％～8％(占沥青总质量,下同)的YH-792型SBS村脂、10％的增塑剂机油和小于20％的填料碳酸钙,于160～180℃下充分搅拌共混,可制得综合性能优异的改性沥青,其经济效益远高于普通沥青。

低热沥青灌浆堵漏技术研究

对较大开度、流速的大孔隙地层进行防渗堵漏处理目前尚没有有效可靠、针对性的灌浆材料.本文研究了一种“油包水”低热沥青的灌浆材料及其施工工艺,其施工温度小于80℃、遇水冷却凝固、不冲释,适合于开度30 ～ 50 cm、流速＞0.5 m/s的大孔隙地层堵漏施工,可应用于类似工程的堵漏施工中.