利用70号沥青生产I-A、I-B改性沥青的研究

以70号沥青为原料,在一定试验条件下,考察了改性剂、相容剂掺量对改性沥青性能的影响,确定了生产I-A、I-B改性沥青的配方。试验表明:不同掺量的改性剂及相容剂对改性沥青的改性效果不同,通过两种助剂添加配比的调整及优化,可以达到交通部标准I-A、I-B级技术指标的SBS改性沥青配方。

基质沥青标号对SBS改性沥青低温性能的影响

SBS改性沥青的低温性能受到基质沥青标号、油源和改性剂结构、掺量的共同影响。基质沥青的标号是一个重要的影响因素。为此,以动态剪切流变仪(DSR)实测的玻璃化转变温度(Tg)为评价指标,针对线型SBS改性沥青,分析了不同掺量下基质沥青的标号对SBS改性沥青低温性能的影响。结果表明,基质沥青的标号对低温性能有重要影响,这种影响受到改性剂掺量的限制,掺量越大,影响越大。

阻燃温拌SBS改性沥青技术性能分析

采用闪燃点、极限氧指数、三大指标(针入度、软化点、延度)、布氏旋转粘度、PG分级等试验,对比分析阻燃剂、温拌剂对SBS改性沥青阻燃性能、高温稳定性能、抗疲劳性能、低温抗裂性能、施工性能等的影响,评价所选用阻燃剂、温拌剂用于长隧道SBS改性沥青路面的有效性,以指导阻燃温拌沥青路面材料设计和施工。试验结果表明,阻燃剂能显著提高SBS改性沥青的阻燃性能。温拌剂能改善SBS改性沥青和阻燃SBS改性沥青的高温稳定性能。两类改性剂均会在一定程度上削弱SBS改性沥青的低温性能。温拌剂能有效地降低SBS改性沥青、阻燃SBS改性沥青的施工温度,有助于改善SBS改性沥青和阻燃SBS改性沥青的抗疲劳性能。

温拌剂对SBS改性沥青性能的影响

为进一步完善温拌沥青技术,针对测试沥青的常规指标与实际路用性能的关联性、PG分级方法对温拌沥青的适用性及其应用范围等方面的不足,分析了不同温拌剂对SBS改性沥青性能的影响。选用7种温拌剂,分别对SBS改性沥青制备温拌沥青进行了布氏旋转粘度和粘温扫描等试验。研究结果表明:有的温拌剂不利于SBS改性沥青的高温稳定性,或不利于其低温性能,或不利于其施工性能。根据添加温拌剂对SBS改性沥青在施工温度区间的降粘效果和温拌沥青的高温性能要求,推荐选用A和B 2种温拌剂。动态剪切流变试验结果表明:与温拌剂B相比,添加温拌剂A能显著地提高SBS改性沥青的高温抗车辙性能。若不考虑拌合过程中的短期老化,掺入A和B温拌剂,采用温拌工艺,能增强SBS改性沥青的抗疲劳性能。若考虑热拌工艺,温拌剂A对SBS改性沥青的抗疲劳性能不利。

SBS T6302H生产高性能改性沥青的研究

研究了SBS T6302H应用于委内瑞拉基质沥青生产高性能改性沥青的工艺条件,分析相容剂、发育温度及发育时间对改性沥青针入度、软化点、延度、离析值等关键指标的影响规律;采用美国SHRP沥青结合料评价体系,对SBS T6302H改性沥青进行性能分级,并对该高性能改性沥青工业化使用效果进行检验。结果表明,SBS T6302H可以生产出满足高标准改性沥青指标要求的工业化产品,提高相容剂掺量,可促进T6302H与沥青更好地相容,提升改性沥青的综合性能;适当延长发育时间,提高发育温度,有助于改善离析指标;在掺量为4.5%(质量分数)时,改性沥青性能分级可满足PG 76-28技术要求。

SBS改性沥青低温流变性与原材料性能相关性研究

为揭示原材料与改性沥青劲度模量(S)、蠕变速率(m)的相关性,本实验选用五种基质沥青、五种SBS改性剂及五种改性剂掺量,设计L_(25)(5~3)正交试验,测试改性沥青在-18℃下的S和m值,研究原材料对二者的影响程度与影响规律。并使用灰色关联系数分析改性沥青S和m值与原材料性能参数之间的相关性。结果表明:基质沥青对SBS改性沥青的低温性能影响最显著,改性剂类型次之,改性剂掺量对其影响最小。改性沥青劲度模量的排序与基质沥青完全相同,改性剂对沥青低温性能的改善效果差异较小。改性剂掺量为4.4%时,改性沥青的S较小、m最大。灰色关联度分析结果表明,基质沥青的S和m值、胶质与芳香分含量之和、改性剂的拉伸强度及拉伸应力等性能参数与改性沥青低温流变性能有较好的相关性。

基于MSCR试验的SBS改性沥青高温性能评价与分级

采用多应力蠕变回复(MSCR)试验分别对不同SBS掺量(质量分数)的线型、星型SBS改性沥青在64,70℃下的不可回复蠕变柔量、蠕变回复率及其相应的应力敏感性进行了分析,依据AASHTO MP 19-10标准对不同SBS掺量的改性沥青进行高温性能分级.结果表明:随着SBS掺量的提高,改性沥青不可回复蠕变柔量呈减小趋势,蠕变回复率呈增大趋势,且当SBS掺量较低时,上述2种变化趋势更明显,即SBS掺量较低时,提高SBS掺量对改性沥青高温性能改善更为显著.SBS改性沥青不可回复蠕变柔量和蠕变回复率应力敏感性随SBS掺量的变化无明显规律可循.温度升高,SBS改性沥青不可回复蠕变柔量和蠕变回复率应力敏感性基本增大.以70℃作为SBS改性沥青高温性能分级的基准温度,可使各SBS掺量下改性沥青的高温性能区分更为明显.

低标号SBS改性乳化沥青的研究及应用

采用硬质沥青、70#基质沥青、SBS改性剂、稳定剂、温拌剂、乳化剂等制备成的低标号SBS改性乳化沥青,对其性能进行初步检验,探索一种能分步施工、不粘轮的防水粘结层用高性能改性乳化沥青。结果表明,先将硬质沥青、70#基质沥青按一定比例混合,添加SBS改性剂、温拌剂、稳定剂制作成SBS改性沥青,再添加乳化剂制得低标号SBS改性乳化沥青,能够满足防水粘结层分步施工、不粘轮的技术要求。

降粘剂对高掺量SBS改性沥青性能影响研究

研究了不同种类和掺量的降粘剂对高掺量SBS改性沥青软化点、针入度、延度、运动粘度、老化延度等常规指标的影响;通过动态剪切流变仪(DSR)进行沥青高温路用性能测定,研究了降粘剂对高掺量SBS改性沥青高温车辙性能的影响。结果表明,掺入降粘剂既可以降低高掺量SBS改性沥青的运动粘度,又可以提高改性沥青的高温性能。

塔河春风稠油SBS改性道路沥青的研究

利用塔河稠油减渣和春风稠油减渣在组成和性质上的特殊性,采用先调合后改性的方式制备了塔河春风稠油SBS改性沥青。通过系统研究,确定了基质沥青、增塑剂、SBS改性剂以及稳定剂等组分的最佳加入比例。解决了塔河春风改性沥青产品储存稳定性与低温延伸度难以同时合格的问题,制备的SBS改性沥青满足JTG F40—2004对I-B和I-C类改性沥青的技术要求,两牌号产品PG等级分别达到了PG76-34和PG82-34,具有高低温性能好、抗老化性能优以及储存稳定性良好的特点。

高软化点SBS改性沥青的乳化研究

以委内瑞拉马瑞原油生产的高软化点SBS改性沥青为原料,在一定的试验条件下,考察了MAS-1乳化剂、HEC稳定剂对高软化点(>70℃)改性沥青乳化的影响,并进行了皂液配方的优化。试验表明:不同掺量的乳化剂对改性沥青的乳化效果不同,HEC稳定剂的掺入可有效改善改性乳化沥青的储存稳定性,通过对两种助剂添加配比的调整及优化,得出合适的蒸发残留物性质满足I-D级技术指标的改性乳化配方。

基于MSCR试验的温拌阻燃沥青高温性能评价与分级

本研究利用70号道路石油沥青和SBS改性沥青,将温拌剂(Sasobit)、氢氧化铝(ATH)和有机蒙脱土(OMMT)与沥青复配,制备成三种不同阻燃剂掺量(质量分数)的温拌阻燃沥青,采用多应力蠕变恢复(MSCR)试验开展对温拌阻燃沥青高温性能的评价。分别对温拌阻燃沥青在60℃下的应变变化、蠕变恢复率(R)、不可恢复蠕变柔量(J_(nr))及其相应应力敏感性指标(R_(diff)、J_(nrdiff))进行分析,并依据AASHTO M 332-20标准对不同阻燃剂掺量的温拌阻燃沥青进行交通分级。结果表明:随着阻燃剂掺量的提高,两种类型沥青的应变值减小,J_(nr)值呈减小趋势,R值呈增大趋势;阻燃剂掺量较低时,提高其掺量对沥青结合料的高温性能改善效果更加明显;温拌阻燃沥青(道路石油沥青)的J_(nr3.2)值不满足AASHTO标准中“≤4.5”的要求。温拌阻燃沥青的J_(nrdiff)值均能满足AASHTO标准中“≤75%”的要求。温拌阻燃沥青(道路石油沥青)未达到标准交通要求而无法分级,温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)在4%阻燃剂掺量下达到特重交通的标准,在8%、12%掺量下达到极重交通的标准,因此温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)的高温性能更好。基于对温拌阻燃沥青蠕变力学指标、高温交通分级和经济性的综合考虑,推荐复配阻燃剂(ATH、OMMT的质量比为3∶1)的最佳掺量为8%。

SBS/胶粉复合改性沥青研究进展与性能评价

为进一步推动SBS/胶粉复合改性沥青技术的发展,梳理总结了国内外SBS/胶粉复合改性沥青的原材料选用情况与制备工艺,明确了其较优掺配方案、制备方法,探讨了SBS/胶粉复合改性机理,全面调查了国内外SBS/胶粉复合改性沥青流变性能与基本性能,对比评价了SBS/胶粉复合改性沥青与基质沥青、SBS沥青、橡胶沥青的性能差异,并基于数理统计结果与沥青相关规范,划分了SBS/胶粉复合改性沥青性能等级。结果表明:SBS/胶粉复合改性沥青制备工艺以高速剪切或胶体磨法为主,常用掺配方案及工艺为SBS 2%~3.5%、胶粉10%~20%、沥青加热温度170℃~180℃、剪切速度4000~5000 r·min^(-1);SBS/胶粉对沥青的复合改性过程以物理作用为主,辅以部分化学反应,且沥青组分、胶粉处理工艺将会显著影响改性材料分散状态;SBS与胶粉复合可使两者优势互补,其复合改性沥青的路用性能大幅提高;与基质沥青、橡胶沥青、SBS沥青相比,SBS/胶粉复合改性沥青的高低温性能优势显著,流变分级基本满足PG 76和PG-22;综合统计箱形图数据节点与相关沥青规范,将复合改性沥青性能划分为优秀、良好、中等、较差4个等级,并推荐了适用于寒区、温区、热区的SBS/胶粉复合改性沥青性能要求。鉴于当前SBS/胶粉复合改性沥青技术研究已有长足进展,建立室内改性工艺与工厂末端生产关系、探究耦合工况下性能演变规律、优化储存稳定技术与施工配套工艺将是其推广亟待攻关的方向。

基于分形理论SAC级配设计与改性沥青应用研究

应用分形理论级配设计方法设计多级嵌挤骨架密实型SAC级配,通过调整分形设计维数Dc、Df和分界尺寸通过百分率P(r_(DCF))设计不同组SAC级配,以宏观指标空隙率研究分形级配设计方法对SAC级配矿料组成结构的影响,并运用灰色关联法分析分形设计参数与混合料空隙率相关性;在分形SAC级配上使用SBS改性沥青,通过混合料室内路用性能试验揭示SAC级配改性沥青的应用效果。研究表明:分形级配设计3种设计参数与空隙率的关联程度Dc>Df>P(r_(DCF)),通过调整3个设计参数能有效控制沥青混合料空隙率,改性沥青配合SAC级配使用表现出极佳的路用性能。

SBS改性沥青低温性能评价方法

采用了3种基质沥青、3种SBS改性剂,制备了5种SBS改性沥青,通过BBR试验得到沥青的劲度模量S和劲度模量变化率m,计算得到其低温等级温度TLC,并与各沥青的延度值进行比较,结果表明用TLC评价SBS改性沥青的低温性能更加合理。并分析了基质沥青和SBS类型对TLC的影响规律,结果表明,基质沥青中胶质和芳香分含量越高SBS改性沥青低温性能越好,线型SBS改性沥青低温性能优于星型SBS改性沥青。

聚合物改性沥青SHRP分级研究

采用SHRP分级方法,对不同SBS改性沥青进行性能分级研究。对加入不同改性剂及其不同用量、特定的稳定剂、添加剂进行系统研究,结果表明改性剂的种类、用量及稳定剂、添加剂对分级结果均存在着一定的影响,对于同种改性剂在一定范围内分级结果没有改变。

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。