高黏度改性沥青材料在湿热环境下的路用性能评估

高黏度改性沥青在湿热环境下的路用性能试验评估结果表明,其具备优异的性能。在高温多雨的湿热地区,通过增强沥青与集料的黏结力,使用高黏度改性沥青可显著提升路面的高温稳定性和抗水损害能力。适量添加SBS和废胶粉,不仅增强了沥青的内聚力,还改善了其低温韧性,确保了路面的耐久性。在湿热条件下高黏度改性沥青的施工性能和易性良好,能够满足复杂环境下的施工要求。高黏度改性沥青在湿热环境下展现出卓越的路用性能,为提升道路安全性和舒适性提供了有力保障。

TS高黏度改性沥青的制备和OGFC混合料的路用性能

为了制备高黏度改性沥青,以70号A级石油沥青、TLA、SBS、芳烃油和稳定剂为原材料制备了TS (TLA+SBS)复合改性沥青,采用正交试验设计方法对TS复合改性沥青进行正交试验设计,研究了TLA掺量、SBS掺量和芳烃油掺量对TS复合改性沥青黏度、针入度、延度、软化点、黏韧性和韧性的影响规律,确定了TS高黏度改性沥青的最佳掺配比例。对TS高黏度改性沥青、6%SBS改性沥青和国产高黏度改性沥青进行了技术性能对比研究,并评价了3种高黏度改性沥青OGFC-13混合料的路用性能。结果表明:当TLA掺量为25%,SBS掺量为5%,芳烃油掺量为4%时,TS高黏度改性沥青的综合性能最佳;与6%SBS改性沥青和国产高黏度改性沥青相比,TS高黏度改性沥青具有更好的抗老化性、施工和易性和热储存稳定性; TS高黏度改性沥青的高温抗车辙性能远高于6%SBS改性沥青,但略低于国产高黏度改性沥青;与6%SBS改性沥青OGFC-13混合料和国产高黏度改性沥青OGFC-13混合料相比,TS高黏度改性沥青OGFC-13混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和排水性,但在低温抗裂性方面略微不足,可应用于我国南方湿热地区的沥青路面工程中。

高黏度改性沥青的温度敏感性分析

为了评价高黏度改性沥青的感温性能,并探寻一种较为合理的高黏度改性沥青温度敏感性评价方法,通过采用针入度指数(PI)法、针入度黏度指数(PVN)法、黏温指数(VTS)法、复数模量指数(GTS)法和复数指数(CNI)法来评价自制高黏度改性沥青、某国产高黏度改性沥青和SBS/树脂改性沥青的感温性能,并比较5种评价方法对高黏度改性沥青温度敏感性的适用性。试验结果表明:自制高黏度改性沥青对温度的敏感性最小,感温性能优于其他国产高黏度改性沥青,SBS/树脂改性沥青对温度敏感性最大,稳定剂有助于改善改性沥青的感温性能;在5种温度敏感性评价方法中,PVN法所采集的数据点无法满足高黏度改性沥青较广的温度域,试验精度较低,不适用于评价高黏度改性沥青的温度敏感性。PI法、VTS法、GTS法和CNI法可用于高黏度改性沥青的温度敏感性评价,其中,PI法所采用的温度范围较窄,具有一定的局限性;VTS法、GTS法和CNI法所涉及的温度域符合实际沥青路面中高黏度改性沥青的服务温度,而CNI法更好地考虑了高黏度改性沥青的黏弹性特征,故对高黏度改性沥青感温性能的评价更具准确性和合理性。

C_9石油树脂对高黏度改性沥青性能的影响

采用4种具有不同软化点和H/C原子比的C_9石油树脂(PR)与芳烃油作为相容剂,SBS作为改性剂,制备高黏度改性沥青(HVA)。固定SBS的含量、相容剂(芳烃油和石油树脂)的总含量,考察相容剂中油和树脂的比例变化对高黏度改性沥青性质的影响,并研究了C_9石油树脂的性质对高黏度改性沥青的影响。结果表明:相容剂中C_9石油树脂质量分数超过6%时,高黏度改性沥青的低温性能较差;软化点高的C_9石油树脂更有利于提高改性沥青的60℃零剪切黏度,降低针入度;H/C原子比高的C_9石油树脂与SBS之间具有更好的相容性,可以增强SBS形成的网状结构,从而增强沥青的路用性能;当软化点和H/C原子比高的3、4号树脂(PR3、PR4)的质量分数为4%时制备出的高黏度改性沥青的性能更佳。

高黏度改性沥青低温性能评价指标

为了确定不同高黏度改性沥青低温性能的评价方法,选取了以基质沥青SK90所自制的4种高黏度改性沥青、海川高黏度改性沥青和日本TPS高黏度改性沥青这6种沥青,对蠕变速率、5℃延度、综合柔量、当量脆点、劲度模量、PG分级、临界分级温度等指标进行试验,并根据试验结果对高黏度改性沥青低温性能进行评价。结果表明:5℃延度和当量脆点作为评价指标存在明显的弊端;PG分级作为评价指标,不能对同一等级的高黏度改性沥青进行准确评价;综合柔量与临界分级温度合理性需进一步验证;以劲度模量和蠕变速率结果计算所得的临界分级温度,则能够比较容易地对高黏度改性沥青的低温性能进行评价。

高黏度改性沥青的研发与制备工艺研究

排水性超薄沥青磨耗黏结层作为一种安全、环保的新型沥青路面结构具有众多优良性能,但其大孔隙的超薄路面结构特点较普通排水路面更易出现耐久性降低及排水功能丧失等问题,因此亟需使用具有超强黏结能力和良好耐久性能的高黏度改性沥青来满足其结构与性能要求。选用热塑性橡胶(SBS)加以黏结性树脂、增塑剂和稳定剂等其他成分对沥青进行改性,采用机械搅拌混合的方式配制高黏度改性沥青,并研究自主研发高黏度改性沥青的针入度指数PI、5℃延度、软化点、135℃黏度和60℃动力黏度变化规律,最终确定各掺量比例。

高黏度改性沥青的研制及其PAC-13路用性能研究

为研制满足JTG/T 3350-03—2020《排水沥青路面设计与施工技术规范》技术要求的高黏度改性沥青,以中国石化“东海牌”沥青为基质料,通过控制变量法研究改性剂、稳定剂等对高黏度改性沥青性能的影响规律,并通过均匀设计试验对沥青改性工艺进行优化研究,最后采用PAC-13级配评价高黏度改性沥青的路用性能。结果表明:采用“东海牌”沥青通过“湿法”工艺制备的高黏度改性沥青可完全满足指标要求,其60℃动力黏度大于5×104Pa·s且可根据需求进行定制调控,同时其170℃布氏黏度较低,利于混合料拌和均匀;自主研发的MAW-2稳定剂不仅可使高黏度改性沥青储存稳定性满足指标要求,还可与聚合物改性剂协同提升沥青的动力黏度及其高温性能;当混合料空隙率为20.3%时,其马歇尔稳定度可达到12.7 kN,20℃肯塔堡飞散损失和浸水飞散损失均较低,具有良好的高温稳定性,可有效防止排水沥青路面发生石料飞散等问题。

高黏度改性沥青黏韧性的影响因素

沥青黏韧性试验是评价沥青改性效果的一种典型试验,评价高黏度改性沥青时常存在拉脱的现象,未必能够反映高黏度改性沥青的特性。研究了SBS含量、25℃针入度和基质沥青组分对高黏度改性沥青黏韧性的影响。结果表明,黏韧性随着SBS含量的增加先增大后减小;针入度小的改性沥青的黏韧性试验荷载大,最大变形小;针入度大的改性沥青荷载小,最大变形大。所研究样本中,胶体不稳定指数小、沥青质含量少的基质沥青制备的高黏度改性沥青黏韧性和韧性大。改性沥青黏韧性与混合料性能之间的相关性以及规范的适应范围需要进一步研究。

新型高黏度改性沥青的研发和应用

针对杭州湾大桥桥面铺装对高黏度改性沥青的技术要求,研发了一种新型高黏度改性沥青[1]。通过分析基质沥青、SBS、化学助剂的红外光谱,在研究沥青改性过程中微观结构变化规律的基础上,提出了采用SBS加化学接枝反应剂(增黏剂)TW-1和增容剂TW-2的沥青改性配伍设计,使改性沥青在提高低温延度、弹性恢复能力的同时,大幅度提升了60℃动力黏度,而施工和易性不受影响,产品在杭州湾大桥工程中得到了成功的应用。

抗扭转型高黏度改性沥青的研发与性能评价

排水沥青铺装的抗扭转飞散能力不足,从提升沥青胶结料性能的角度改善排水沥青混合料的抗扭转飞散能力。首先研究了影响排水沥青混合料抗扭转性能的关键胶结料技术指标,并结合日本相关公司标准,开发出了抗扭转型高黏度改性沥青。采用旋回式车辙试验、静扭试验和车辙试验评价了抗扭转型高黏度改性沥青的性能。研究表明,剪切应力是影响排水沥青混合料抗扭转性能的关键胶结料技术指标。采用开发的抗扭转型高黏改性沥青的排水沥青混合料的动稳定度是普通高黏度改性沥青混合料的2.5倍;变形量达到相同8 mm时需要约300 min,是普通高粘沥青混合料6倍。试验结果表明,抗扭转型高黏度改性沥青混合料具有很强的抗扭转飞散能力和高温稳定性。

湿热地区高黏度改性沥青路用性能研究

文中针对南方湿热地区的特点,研究该区域透水沥青路面用高黏度改性沥青制备,分析其路用性能,着重关注不同改性剂对湿热地区高黏度改性沥青性能的影响。以60℃动力黏度、多应力重复蠕变试验获得不可恢复柔量和恢复率分析高黏度改性沥青高温性能;以弯曲梁流变仪测定其低温劲度模量;以拉拔强度分析其抗水损害能力,同时以沥青混合料的冻融劈裂强度比TSR进行验证。结果表明:高黏度改性沥青高温性能随废胶粉掺量增大而增大,但拉拔强度则降低,且其掺量超过10%后对沥青低温性能有损伤;SBS掺量越大,沥青高低温性能均有所提高,但超过6%,沥青拉拔强度降低,不利于黏结。因此,应用于湿热地区的高黏度改性沥青,其聚合物改性剂存在最佳范围。

高黏度改性沥青配方设计与性能浅析

设计了9种高黏度改性沥青的组成配方,给出了其试验室制备工艺;采用沥青常规性能试验、日本低温弯曲试验,分析了高黏度改性沥青的各项性能。结果表明:高黏度改性沥青的性能取决于SBS与轻质油的配比,在进行配方设计时,可根据需求进行两者配比的确定,设计配方中轻质油与SBS的最佳占比分别为9%、13%。可为同类高黏度改性沥青的研制提供参考,并为相关技术标准的制定提供依据。

高黏度改性沥青在城市道路车辙处治工程中的应用探讨

高黏度改性沥青具有黏度大、延度大、软化点高、韧性高等特点,对石料裹覆能力更强,更可以有效地提高沥青混合料的黏聚力。城市道路红绿灯平交道口车辙病害处治时,采用高黏度改性的沥青材料替代传统的SBS改性沥青,混合料的疲劳寿命和变形恢复能力均有一定的改善,可以较好地提高沥青混合料的力学特性,更好地满足红绿灯交叉口沥青路面通车的抗剪切要求。工程应用表明,该混合料适用于交叉道口路面车辙处治,可为类似工程提供借鉴,也为高黏度改性沥青的应用拓展了思路。

高黏度改性沥青SMA-13混合料性能

探索了高黏度改性沥青应用于SMA-13沥青混合料的可行性,对采用相同矿料级配的高黏度改性沥青SMA-13和SBS改性沥青SMA-13混合料的路用性能和表面功能进行对比分析。结果表明:高黏度改性沥青SMA-13混合料多项性能明显优于SBS改性沥青SMA-13混合料,其中以高温性能、低温性能和抗疲劳性能表现最为显著;对于水稳定性和抗滑性能,两者基本持平;高黏度改性沥青SMA-13混合料是一种理想的薄层加铺材料,在道路养护等领域将具有非常广阔的应用前景。

高黏度改性沥青AC-20C沥青混合料的试验研究

介绍了沥青黏度对沥青混凝土路面车辙、裂缝和水损坏等病害的影响,分析了高黏度改性沥青指标与提高沥青混合料路用性能的关系,验证了高黏度改性沥青AC-20C混合料具有良好的路用性能。结合高黏度改性沥青AC-20C沥青混凝土路面试验段,介绍了高黏度改性沥青混凝土路面的施工技术。

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。

热、光、水耦合老化对高黏度改性沥青性能的影响及微观机理

为了探究用于排水沥青路面的高黏度改性沥青在热、光、水耦合条件下老化规律及机理,自主开发了热、光、水耦合老化试验装置。采用正交试验,确定了室内模拟湿热地区的耦合老化条件。通过3大指标试验、布氏黏度试验、DSR试验和BBR试验研究了高黏度改性沥青宏观路用性能随耦合老化时间的变化规律;通过扫描电镜试验及红外光谱试验,分析了耦合老化时间对高黏度改性沥青微观形貌及官能团的影响,探究了高黏度改性沥青的耦合老化机理。研究结果表明:随着耦合老化时间的增加,高黏度改性沥青的残留针入度比、延度保留率减小,软化点增长比、黏度、抗车辙因子和蠕变劲度增大,且在短期老化和耦合老化5 d时老化速率较快,后期老化速率趋于平缓。高黏度改性沥青在耦合老化后,微观表面产生裂缝和皱褶,沥青化学键发生断裂且产生氧化加成反应,使得羰基指数和亚砜基指数逐渐增大,丁二烯基指数逐渐减小,且各官能团指数的变化速率与宏观试验规律相似,表明高黏度改性沥青短期老化和耦合老化5 d时以SBS改性剂降解为主,使其各项性能指标变化显著,而在耦合老化10 d后以沥青的热氧老化为主,变化速率变缓。

橡胶粉/SBS与高黏剂复合改性沥青的制备及性能研究

为了给排水性沥青路面提供所需的高黏度改性沥青,并控制其制备成本,通过添加橡胶粉、SBS改性剂和高黏剂制备了高黏度复合改性沥青。根据针入度、延度、软化点、针入度指数和60℃动力黏度等指标,研究了各改性剂对复合改性沥青性能的影响,确定各自的合适掺量。采用软化点差值法评价高黏度复合改性沥青的热储存稳定性,采用动态剪切流变试验(DSR)研究高黏度复合改性沥青的高温流变性能,采用复数模量指数(GTS)法研究高黏度复合改性沥青的感温性能,借助傅里叶红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)对高黏度复合改性沥青的改性机理进行分析。试验结果表明:5%的SBS改性剂、13%橡胶粉和4%的高黏剂为合适的配比掺量,所制备的高黏度改性沥青具有较强的高温抗车辙能力和良好的感温性能,并满足储存稳定性要求。橡胶粉、SBS和高黏剂与基质沥青之间既存在物理共混,也有化学反应的发生。

高黏度改性剂对改性沥青老化前后性能的影响

为了评价高黏度改性沥青在老化前后的基本性能指标的变化,以90号基质沥青为原材,选用TPS和SINOTPS两种高黏度改性剂,制备了高黏度改性沥青,分析了老化前后高黏度沥青的基本性能变化,结果表明:两种高黏改性沥青老化前后基本性能均发生变化,TPS高黏改性沥青老化后针入度和软化点变大,延度降低,SINOTPS高黏改性沥青老化后针入度变化较小,软化点增大,延度降低。

SBS/SBR/HVA高黏度复合改性沥青的制备及性能研究

以基质沥青为原料,通过添加苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶(SBR)、国产高黏度添加剂HVA制备了适合排水路面使用的高黏度复合改性沥青,以60℃动力黏度为主要控制指标,通过正交试验确定了SBS、SBR、HVA的最佳掺量。采用因素水平法与极差分析相结合,研究了3种改性剂对沥青60℃动力黏度的影响规律;采用软化点差法评价高黏度复合改性沥青的热储存稳定性;采用动态剪切流变仪测定高黏度改性沥青的60℃零剪切黏度和高温下的车辙因子来评价沥青的高温稳定性能;采用弯曲梁流变仪测定高黏度改性沥青在低温下的蠕变速率来评价沥青的低温抗裂性能;通过傅里叶变换红外光谱分析高黏度复合改性沥青的改性机理;采用扫描电子显微镜观察改性剂的微观改性效果。结果表明,以质量分数5%的SBS、质量分数2%的SBR和质量分数10%的HVA复合而成的高黏度改性沥青黏度高、高低温稳定性能强,且满足热储存稳定性要求;SBS、SBR、HVA与基质沥青共混,既存在物理变化,又有化学反应的发生。