橡胶-硅藻精土复合改性沥青的制备及机理

为了改善沥青的高温性能,采用橡胶和硅藻精土制备多种掺量的复合改性沥青。利用针入度、软化点、延度、旋转黏度试验,对不同改性沥青性能进行表征,通过曲面响应法得出改性剂最佳掺量比例,并对比橡胶沥青、橡胶-SBS复合改性沥青进行改性效果评估。采用旋转薄膜烘箱老化试验、热重分析法、差示扫描热量法、红外光谱扫描试验、扫描电镜试验研究了橡胶-硅藻精土复合改性沥青的老化性能、高温性能、微观结构和反应机理。结果表明,22%橡胶和4%硅藻精土的复合改性沥青综合性能最好。与橡胶沥青、橡胶-SBS复合改性沥青相比,橡胶-硅藻精土复合改性沥青表现出了更好的高温稳定性;橡胶粉、硅藻精土与基质沥青之间主要存在物理共混,沥青与两者形成了相互固定的均匀稳定的整体。

水热耦合老化对橡胶改性沥青性能影响研究

为研究水热耦合老化对橡胶改性沥青性能的影响,该文模拟热老化及水热耦合老化试验,利用常规指标试验、动态剪切流变试验与凝胶色谱试验从宏观与微观层面研究不同老化环境对沥青高低温性能的影响,利用沥青与集料的低温黏结性试验研究不同老化环境对界面性能的影响。结果表明:相较于热老化,水热耦合老化对橡胶改性沥青的延度与软化点的影响更显著;随着老化时间延长,橡胶改性沥青的车辙因子、相位角与临界温度增加,温度敏感性降低,即橡胶高温性能提高,但在水热耦合老化环境下其变化幅度会更大;热老化和水热耦合老化均导致沥青集料界面性能下降,但后者影响程度更大;大分子含量C_(LMS)(%)与分散度D值均随老化时间延长而增大,但水热耦合老化提高了前期的增长水平;D值和C_(LMS)(%)与软化点和延度具有良好的相关性。

微藻生物油对橡胶/SBS改性沥青性能的影响

为了改善橡胶粉与基质沥青的相容性,采用微藻生物油(MB)对橡胶粉进行改性,并与质量分数为5%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)复合制备了改性沥青;通过红外光谱和扫描电子显微镜,分析了橡胶粉改性前后的变化;采用黏度、荧光、相分离测试,分析了改性前后橡胶在沥青中的分散性;通过动态剪切流变和多重应力蠕变恢复试验,分析了改性沥青的力学性能和耐老化性能。结果表明,MB的掺入提高混合体系中轻组分占比,促进胶粉(CR)在沥青中的溶胀发育,提高了改性沥青的贮藏稳定性、黏弹性和抗车辙性。

高掺量橡胶改性沥青疲劳性能研究

文中对改进工艺后制备的大掺量橡胶改性沥青进行疲劳性能研究,三种橡胶改性沥青的掺量分别为30%、40%和50%,对三种橡胶改性沥青和两种对照组(SBS改性沥青与70JHJ基质沥青)进行RTFOT和PAV老化,采用动态剪切流变仪(DSR),通过温度扫描、LAS试验和时间扫描试验,对五种沥青试样的疲劳性能进行研究.结果表明:温度扫描试验无法准确区分改性沥青的疲劳性能.经RTFOT的大掺量橡胶改性沥青在LAS试验中疲劳损伤不明显,不易区分疲劳性能,建议使用PAV老化试样进行试验.时间扫描所得试验结果具有一致性,在较低或较高应力水平下,疲劳性能排序均为:AR40>AR30>AR50>SBS>70#,能够有效区分各掺量改性沥青的疲劳性能.

不同硫化体系对硫化天然橡胶改性沥青性能及微观结构的影响

天然橡胶是一种生物质聚合物,作为沥青改性剂在环境可持续性上具有明显优势。然而,其对沥青物理及流变性能的提升不显著。硫化可以改善天然橡胶改性沥青(Natural rubber modified asphalt,NRMA)的性能,但硫化是一个复杂的过程,硫化体系众多,不同硫化体系对硫化天然橡胶改性沥青(Vulcanized natural rubber modified asphalt,VNRMA)的影响尚不明确,这极大地影响了进一步开发高性能VNRMA以获得更广泛的应用。基于此,本研究通过普通硫化体系(Conventional vulcanization,CV)、半有效硫化体系(Semi-efficient vulcanization,SEV)和有效硫化体系(Efficient vulcanization,EV)制备不同的VNRMA,并探究硫化体系对VNRMA性能及微观结构的影响。结果表明:在高温性能和温度敏感性方面,SEV/VNRMA的复数模量、相位角、车辙因子以及温度敏感性系数VTS表现最好;在低温性能方面,三种硫化体系制备的VNRMA均能满足规范要求,但CV/VNRMA低温性能最佳,更适合在低温环境下使用;相容性方面,SEV/VNRMA的Han曲线在低频区斜率值(1.042)最大,相容性最好;施工和易性方面,SEV/VNRMA占据优势,其通过传统等黏度法确定的拌合温度比CV/VNRMA和EV/VNRMA最大分别降低5℃和5℃,压实温度最大分别降低5℃和6℃。通过FM和FTIR对VNRMA的微观结构和化学结构进行分析,结果显示,相比于CV/VNRMA和EV/VNRMA,SEV/VNRMA更加均匀且致密的网状结构是其在相容性和高温性能方面表现优异的主要内在原因。综上,SEV对NRMA的硫化效果最佳,推荐后续研究使用。

橡胶改性沥青混合料路用性能研究

为探究橡胶改性沥青混合料与传统沥青混合料的路用性能差异,文中选用70号基质沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青进行不同类型沥青混合料(AC13、AC16和AC20)对比分析。结果表明,橡胶改性沥青PG高低温性能相对于SBS改性沥青均提高了一个等级,SBS改性沥青PG低温等级与70号基质沥青相同,但高温等级提高了两个等级。不同级配类型沥青混合料的水稳定性和低温性能均为AC13<AC16<AC20,高温稳定性为AC20>AC16>AC13。其中,以橡胶改性沥青混合料的路用性能最佳。

废旧橡胶颗粒改性沥青混合料力学性能研究

为加强永久性路面建设,提高气候温度易变地区沥青路面路用性能,本文对掺60目废旧橡胶颗粒改性沥青混合料进行研究。测定不同橡胶颗粒掺量(12%、14%、16%和18%)对改性沥青基本性能的影响;通过冻融劈裂试验和小梁弯曲疲劳试验测定沥青混合料力学性能。结果表明,随着橡胶颗粒掺量增加,改性沥青质地变硬,黏性逐渐增大,交联作用逐渐增强。当采用AC-16型级配,最佳油石比为6.0%,橡胶颗粒掺量为16%制备试件,混合料冻融劈裂强度比和疲劳寿命最大,具有较好的力学性能。

活-硫共混橡胶改性沥青混合料路用性能及机理研究

为了在橡胶改性沥青的基础上继续提高废旧橡胶的利用率,同时解决橡胶改性沥青黏度大、易离析的问题,将易溶于沥青基体的活化橡胶与硫化橡胶共同掺入基质沥青进行改性,制备高掺量活-硫共混橡胶(activated-vulcanized compound rubber,AVCR)改性沥青。通过改性沥青聚合物离析试验、沥青动态剪切试验和沥青低温弯曲蠕变试验,测试AVCR改性沥青的技术性能,通过高温车辙、三轴压缩、低温小梁弯曲和冻融劈裂试验,对比AVCR改性沥青混合料相对于硫化橡胶(vulcanized rubber,VR)改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料在路用性能方面的优势,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察并分析AVCR改性沥青的微观机理。结果表明:相比于VR改性沥青和SBS改性沥青,AVCR改性沥青的失效温度分别提高了15.1℃和20.5℃,蠕变劲度模量分别降低了76 MPa和89 MPa,高低温性能均有明显提升;AVCR改性沥青混合料相比其他2种改性沥青混合料,高温性能和抗水损坏性能优良,低温抗裂性能突出,其最大弯拉应变分别比SBS和VR改性沥青混合料高出29.4%和10.8%;AVCR改性沥青微观呈现“海岛结构”,其中活化橡胶、硫化橡胶和沥青均匀融合,整体性好,同时具有一定的抗变形能力。研究结果可为AVCR改性沥青混合料在路面工程中的应用提供参考。

废橡胶改性沥青制备工艺优化及性能研究

文中就不同剪切速率、剪切时间、剪切温度和发育时间对橡胶改性沥青性能的影响展开研究。通过针入度、软化点、延度和黏度的试验结果,确定废橡胶改性沥青最佳制备工艺。结果表明,制备工艺对针入度和黏度的影响较小,对软化点和延度的影响显著。最佳工艺制备时,剪切速率为4500 r/min、剪切时间为60 min、剪切温度为175℃、发育时间为60 min。

橡胶复合改性沥青制备工艺优化及规模化应用

为总结橡胶复合改性沥青在河南省应用经验,促进橡胶复合改性沥青推广应用,从制备工艺、与SBS改性沥青性能对比、规模化应用效果测评三方面分析了橡胶复合改性沥青在河南省应用实践情况,结果表明:橡胶粉在双螺杆挤出机中机械剪切速率建议为88~112 r/min,螺杆温区最高温度建议为270~290℃。脱硫橡胶粉和SBS复合改性沥青经4000r/min高速剪切和动态硫化处理后可保持良好储存稳定性。与常规SBS改性沥青相比,橡胶复合改性沥青常规路用性能和疲劳耐久性更优,疲劳性能提高20%~40%,老化后疲劳耐久性衰减程度较小。橡胶复合改性沥青已在河南省高速公路、国省道干线公路新建及大中修养护项目应用710.6km,在重载交通下运营4年后路面技术状况评价仍为“优”。橡胶复合改性沥青路面在河南省实际工程中应用状况较好,可进一步推广应用。

ARHM-25橡胶改性沥青混合料施工工艺

以某公路工程为案例,对橡胶沥青混合料的高温性能、低温性能及水稳性能等路用性能进行了全面评价。在此基础上,主要针对ARHM-25橡胶改性沥青混合料施工技术展开分析,旨在能达到延长路面使用年限、节能环保的目的,为橡胶沥青的应用与推广奠定基础。

橡胶粉改性沥青路面施工控制探讨

为探索橡胶粉改性沥青混合料在公路路面的应用效果,以某高速公路Ⅱ标段路面工程为例,从原材料性能、配合比设计、橡胶粉沥青混合料性能以及施工过程等方面展开分析。结果表明,橡胶粉改性沥青混合料抗疲劳性能和抗反射裂缝性能为普通沥青和SBS改性沥青的2~5倍,可较好预防反射裂缝及重载交通引起的车辙,使道路使用寿命延长5年以上,社会效益和经济效益显著。

橡胶改性沥青耐久性路面设计实例

基于近年来推行的耐久性路面结构理念,以某高速公路新建段为例,对抗老化、抗疲劳性能优异的橡胶改性沥青路面结构及材料进行设计,具体包括沥青面层设计、抗疲劳层设计、防水黏结层设计、水稳碎石基层设计等方面。结果表明,橡胶改性沥青混合料的抗疲劳性、抗水损性、黏结及抗剪强度均优于普通改性沥青混合料;通过方案的优化设计,可为该类型沥青路面在高等级公路中的推广应用提供参考。

橡胶改性沥青混合料稳定性影响因素试验分析

橡胶改性沥青混合料能够有效降低沥青路面的全寿命周期成本,并表现出良好的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,具有更强的承载重交通的能力,应用前景广阔。橡胶改性沥青混合料的路用性能与采用的胶粉细度、胶粉掺量、混合料集料级配、油石比等密切相关。通过车辙试验、低温小梁弯曲试验、冻融劈裂试验分析了胶粉细度、胶粉掺量、集料级配和油石比对橡胶改性沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性的影响,确认较细的胶粉有助于改善橡胶改性沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性。综合高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性要求,推荐使用60目胶粉,外掺掺量为24%;建议采用较细的混合料级配,且油石比在8.5%~9.5%之间。

高模量橡胶改性沥青及其混合料性能研究

高模量沥青及其混合料是解决沥青路面重载交通及长大陡坡路面车辙等问题的重要工程材料。采用活化橡胶颗粒制备的橡胶改性沥青具有优异的高低温性能及抗车辙性能。本文分析了克炼30#A级和克炼50#A级低标号硬质沥青、克炼70#A级沥青及橡胶改性沥青性能,并采用两种级配类型(ATB-25和SUP-20)来评价其高低温性能及水稳定性能。结果表明,橡胶改性沥青PG分级为76-28,在相同温度下,橡胶改性沥青复数剪切模量及车辙因子最大;随着温度的降低,四种沥青的蠕变劲度均显著增大,但橡胶改性沥青的增大趋势最慢,橡胶改性沥青的m值最大;两种级配类型下,橡胶改性沥青具有最大的动稳定度及弯曲劲度模量,同时有较好的水稳定性能。

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。

浅谈改性沥青与橡胶沥青同步碎石封层的区别

结合近几年在不同地区沥青路面上的同步碎石封层养护施工情况,总结得出在高海拔、昼夜温差大、雨水多、重载交通等地区的一些施工经验,并结合施工中的问题,通过试验得出橡胶沥青同步碎石和改性沥青同步碎石的性能区别,分析得出,改性沥青同步碎石性能更优越,耐久性更好,适合于重载交通路面;而橡胶沥青与石料黏附性更好,适合于高海拔、昼夜温差大、雨水多等地区。并且石料粒径越大,虽然与沥青的黏附性差,但施工后沥青路面不易泛油,耐久性更好,适合于重载交通路面。

基于分子动力学模拟的橡胶改性沥青在集料表面的扩散特征研究

橡胶改性沥青和集料之间的界面作用与沥青路面的耐久性、高温稳定性有着重要联系而现有研究对该界面作用的微观认知尚不够全面。基于分子动力学模拟,以MaterialsStudio软件为研究工具,构建由基质沥青、天然橡胶沥青、顺丁橡胶沥青、丁苯橡胶沥青(15%掺量)与集料的4种主要矿物组成(石英、方解石、钠长石、微斜长石)两两构成的界面模型,从分子尺度上探究不同沥青组分在4种矿物表面的扩散行为,分析得到不同橡胶类型对其扩散作用的影响规律。结果表明:轻质组分在各矿物表面的扩散作用强于重质组分,相对分子质量对沥青组分的扩散速率起到关键作用;在不同矿物表面,橡胶分子链的加入对于提升沥青各组分扩散系数多为积极作用,且不同类型橡胶作用规律有所不同。研究结果可为不同矿料类型制备适配的橡胶改性沥青提供参考依据。

树脂橡胶改性沥青路面性能研究

为提高公路性能,保证交通安全,提高沥青混合料录用性能,以石油沥青为原料,通过在原料中掺加不同比例的丁苯橡胶和酚醛树脂制备树脂橡胶改性沥青胶浆,通过针入度、软化点、弹性恢复以及布氏黏度试验,试验确定酚醛树脂和丁苯橡胶的最佳掺量分别为3%和4%,并对树脂橡胶改性沥青混合料路用性能进行试验,试验结果表明,在丁苯橡胶改性沥青胶浆中掺入酚醛树脂,可以保证丁苯橡胶改性沥青低温性能的前提下提高改性沥青胶浆的高温性能。

橡胶改性沥青混合料的降噪性能研究

为研究橡胶改性沥青混合料参数与降噪效果的关系,文中通过室内轮胎自由下落法,研究沥青用量、胶粉掺量、4.75 mm筛孔通过率对橡胶改性沥青降噪性能的影响,并确定各参数的推荐范围,结果表明:①随着沥青用量、胶粉掺量的增大,混合料降噪性能提升,振动衰减系数增加,胎-路振动噪声减小;②随着4.75 mm关键筛孔通过率的减小,混合料降噪性能提升,表面构造深度增大,胎-路泵吸噪声减小;③结合基本路用试验及降噪试验结果,确定橡胶改性沥青混合料参数的推荐范围为:沥青用量6.2%~6.9%、胶粉掺量19%~23.4%、4.75 mm筛孔通过率28.1%~30.5%。