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。

高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能对比研究

为对比研究高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能,选取5种不同类型混合料级配和3种改性沥青设计出8种沥青混合料进行疲劳试验。结果表明:1)高掺量胶粉改性沥青混合料路用性能较SBS改性沥青类混合料优越;2)40%胶粉改性沥青不同级配类型混合料疲劳性能整体优于30%胶粉改性沥青混合料,且疲劳性能优势随着应变水平提高呈先增大后减小的趋势;3)相较SBS改性沥青类混合料,胶粉改性沥青混合料疲劳性能具有明显的优势;4)随着公称最大粒径增大,同一掺量胶粉改性沥青其不同级配类型混合料的疲劳性能呈下降趋势,且随着应变水平增加,疲劳寿命逐渐降低。

高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的高温流变性能

为了研究高掺量胶粉-SBS复合改性对基质沥青高温流变性能的影响,以高掺量胶粉-SBS复合改性沥青为主要研究对象,首先通过三大指标和布氏旋转黏度研究了高掺量胶粉-SBS复合改性沥青性能随胶粉掺量变化而变化的趋势;然后设计了6种试验方案,采用动态剪切流变仪探究了6种沥青的高温流变性能,并进行了比较详细的对比性研究。结果表明:高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的高低温性能随着胶粉掺量的增加而增大,在胶粉掺量为42%时,可以同时满足良好的性能与施工要求;在高温流变性能试验中,与单一改性沥青相比,复合改性沥青的复数剪切模量(G*)、车辙因子(G*/sin(δ))、蠕变恢复率(R)得到明显提高,相位角(δ)和不可恢复蠕变柔量(Jnr)有一定程度的降低,具有更强的弹性性能、高温抗车辙能力、变形恢复能力和抗变形能力;随着胶粉掺量从21%增加到42%,胶粉-SBS复合改性沥青的弹性成分随之增多,变形恢复能力与抗变形能力更强,高温流变性能更好。

高掺量胶粉复配SBS改性沥青高温性能研究

采用高温热解工艺制备高掺量胶粉改性沥青,同时复配SBS改性剂对高温性能进行提升,并通过时间扫描试验和多应力蠕变回复试验评价其高温性能。结果表明,利用高温热解工艺制备的高掺量胶粉,随着胶粉掺量的增加改性沥青高温性能随之变得较差。SBS可以明显改善高掺量胶粉改性沥青的高温性能,掺量为3%时可以达到甚至优于4.5%SBS改性沥青的水平。随着SBS掺量的增加,高掺量胶粉改性沥青高温性能的提升幅度会不断变小,从高温性能和经济角度出发,SBS存在一个最优掺量,30%胶粉沥青的最优SBS掺量为4%,40%胶粉沥青的最优SBS掺量为3%。

高掺量胶粉复合改性沥青制备及存储稳定性研究

针对高掺量胶粉改性沥青性能差、离析严重等问题,对橡胶沥青的制备及存储稳定性能展开研究。制备了4种橡胶改性沥青,通过针入度、延度、软化点指标及存储稳定性试验对比研究并分析了SBS及HPT对橡胶改性沥青的性能的影响。结果表明CR-SBS/HPT整体性能最佳且存储最稳定性。

高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的高低温流变性能与微观机理

为研究高掺量胶粉对胶粉-SBS复合改性沥青流变性能的影响,首先采用三大指标和布氏旋转黏度确定了高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的最佳胶粉掺量,再采用动态剪切流变(dynamic shear rheology,DSR)试验和弯曲梁流变(bending beam rheometer,BBR)试验评价了高掺量胶粉-SBS复合改性沥青在高低温条件下的流变性能,最后通过红外扫描试验和荧光显微镜试验分析了高掺量胶粉-SBS复合改性沥青的微观特征。结果表明:高掺量胶粉-SBS复合改性沥青在胶粉掺量为42%时的流变性能最佳;高掺量胶粉可以提高胶粉-SBS复合改性沥青的复数剪切模量、车辙因子和蠕变劲度,降低相位角和蠕变速率,使其高低温流变性能得到明显改善;胶粉-SBS复合改性在沥青中的改性过程主要为物理改性,并且胶粉脱硫后,其内部交联减少,在沥青中的分散效果更为均匀,可以使得高掺量胶粉与SBS在沥青中形成更为致密的交联结构,增强复合改性沥青的流变性能。

高掺量废旧胶粉改性沥青相容性改善实验研究

高掺量胶粉沥青因稠度过大和胶粉分布不均,严重影响沥青的应用品质,同时在施工过程中也易堵塞管道。为了改善胶粉沥青的稠度,依据橡胶粉和沥青相容性原理,采用热重分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)对胶改沥青的微观结构进行研究。研究结果表明:胶粉掺量为30%的胶改沥青中提取的有效胶粉含量为18.8%,说明胶粉在掺入沥青时有一部分发生了反应;高温在使橡胶氧化断链形成更多的COOH和CO基团的同时,造成沥青中饱和分的挥发和芳香分的脱水,降低了高掺量胶改沥青的相容性,说明添加活化剂为研究高掺量胶改沥青增容的主要方向;活性聚合剂中有与沥青饱和分相容的C链和与芳香分相容的苯环,可改善橡胶粉和沥青的相容性,降低胶改沥青的稠度;含30%胶粉的胶改沥青被溶剂刻蚀后,其表面在SEM下能观察到尺寸小于30μm且分布相对均匀的白色颗粒;活性聚合剂能在不提升施工温度的条件下有效解决高掺量胶粉沥青稠度过大和胶粉分部不均等问题,提高胶粉沥青的应用品质。

高掺量橡胶复合改性沥青热储存稳定性研究

橡胶改性沥青凭借良好的高低温性能、抗疲劳性能,以及对降低“黑色污染”的贡献,被广泛应用于高等级绿色交通发展中。但是,传统橡胶沥青在储存过程中会遇到明显相容性差的问题,严重影响工程中的应用。为了研究现场制备高掺量橡胶复合改性沥青的热储存稳定性,采用离析试验、荧光显微镜、红外光谱及DSR离析率四种手段进行表征,并与SBS改性沥青对比。结果表明,高掺量橡胶复合改性沥青经过一系列化学物理变化大体可以形成均匀一致的稳定性结构;但在储存时会出现离析现象,并且随着橡胶粉掺量的增大,沥青离析程度会提升,虽然不同掺量的橡胶复合改性沥青的稳定性不同,但建议现制现用,不适合长时间储存,尤其在高温条件下。

高掺量橡胶沥青再生混合料性能的室内试验分析研究

为研究高掺量橡胶沥青再生混合料AC-13试验段性能,对再生料回收沥青老化指标和掺再生剂后指标进行评价。通过橡胶粉掺量试验和再生混合料室内试验评价,研究高掺量橡胶沥青再生混合料路用性能。研究结果表明:再生剂掺量7%、胶粉掺量25%的橡胶沥青再生AC-13混合料具有优异的高温性能,综合指标符合技术要求,且明显优于普通沥青路面,推荐采用。