SBS/胶粉复合改性沥青及其混合料短期老化性能研究

文章研究SBS/胶粉复合改性沥青及其混合料短期老化性能状况,根据不同环境老化后的性能试验结果,分析SBS/胶粉复合改性沥青性能变化及短期老化条件下混合料路用性能变化。试验结果表明:SBS/胶粉复合改性沥青随老化时间推移,软化点呈现增大趋势,高温性能得到提高;SBS/胶粉复合改性沥青混合料动稳定度随老化时间的增加呈现先增大,后减小的趋势,且温度越高对胶粉沥青混合料提升越明显,但当老化到达一定程度时,其高温性能会降低;随着SBS/胶粉复合改性沥青混合料的老化程度增加,低温性能及水稳定性总体表现为下降趋势。

SBS/胶粉复合改性沥青混合料研究进展

为进一步推进公路建设绿色发展,促进SBS/胶粉复合改性沥青混合料的研究与应用,系统梳理当前SBS/胶粉复合改性沥青混合料相关研究成果,对比分析现有制备工艺,选定了其常用级配,推荐矿料级配关键筛孔通过率,全面对比分析SBS/胶粉复合改性沥青混合料路用性能,评价不同沥青混合料的路用性能差异性。结果表明:湿法工艺较干法胶粉分散程度更高、混合料路用性能更佳、应用更广;SBS/胶粉复合改性沥青混合料常采用AC-13级配,鉴于胶粉溶胀特性,建议将4.75、2.36、0.075 mm筛孔通过率分别控制在38%~50%、27%~37%、5%~6%;SBS/胶粉复合改性沥青混合料动稳定度、弯曲破坏应变、疲劳寿命较SBS、胶粉改性沥青混合料均更具优势,其均值分别达6 504次/mm、4 610.9με、369 833次(应变400με)。

不同纤维对SBS/胶粉复合改性沥青混合料性能影响

为进一步提高SBS/胶粉复合改性沥青混合料性能,采用不同类型的纤维对混合料进行改善,评价了其水稳定性能、高温性能、低温性能等指标。结果表明:纤维改善了SBS/胶粉复合改性沥青混合料,以玄武岩纤维效果最佳,木质素纤维最差;当纤维的用量大于0.3%时,纤维对混合料的改善效果不明显;用量为0.3%的玄武岩纤维改善SBS/胶粉复合改性沥青混合料时,SBS/胶粉复合沥青混合料的强度、水稳定性、高温性能及低温性能达到最优。

SBS/胶粉复合改性沥青性能研究

为提升沥青路面使用性能,探究SBS/胶粉复合改性对沥青性能的提升效果,文章基于针入度、软化点、延度、60℃动力黏度试验,对比不同SBS、橡胶粉掺量对SBS/胶粉复合改性沥青性能的影响,确定其最佳掺量,并基于工程实际应用,对SBS/胶粉复合改性技术的经济效益、社会效益进行分析。结果表明:SBS/胶粉复合改性沥青改性剂最佳掺量为5%SBS+12%橡胶粉时,可有效提升沥青高温性能,同时对其低温性能影响较小;SBS/胶粉复合改性沥青绿色环保,具有显著的社会经济效益。

SBS/胶粉复合改性新疆沥青制备及性能评价

为解决新疆沥青与SBS、胶粉相容性差,SBS对其难以改性等技术问题,提高新疆交通建设中废料利用水平,采用SBS、胶粉对克拉玛依(KLMY)、塔河(TH)调和沥青进行复合改性,制备了SBS/胶粉复合改性新疆调和沥青,优化其制备工艺,确定适用于新疆炎热地区及严寒地区的SBS/胶粉复合改性新疆沥青掺配方案,采用动态剪切流变(DSR)试验、多应力重复蠕变恢复(MSCR)试验、弯曲梁流变(BBR)试验、线性振幅扫描(LAS)试验、布氏旋转黏度试验,对比评价了SBS/胶粉复合改性新疆沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青的高温流变性能、低温流变性能、疲劳性能和黏温特性。结果表明:优化后的SBS/胶粉复合改性新疆沥青制备工艺为沥青分2次剪切,适用于新疆严寒地区的复合改性沥青(SBS/CR-N)掺配方案为KLMY90:TH60=2:3、掺量15%胶粉(质量分数,下同)、3%SBS、2%PR-1助剂、4%相容剂SH、0.12%稳定剂SWD,适用于新疆炎热地区的复合改性沥青(SBS/CR-S)掺配方案为KLMY90:TH60=2:3、15%胶粉、3.5%SBS、2%PR-1助剂、3%相容剂SH、0.12%稳定剂SWD,不同试验温度下,SBS/CR-S的复数剪切模量、车辙因子及改进型车辙因子最高,相位角最低,在-30℃条件下,SBS/CR-S与SBS/CR-N的蠕变劲度与蠕变速率仍满足规范要求,其中SBS/CR-N的阻尼比及耗散能比在不同试验温度下均最大,SBS/CR-N与SBS/CR-S在180℃下黏度分别为1.12、1.66 Pa?s,两者具备良好的施工和易性,且在0%~30%剪切应变范围内未出现疲劳屈服现象,当应变水平低于1%时,两者疲劳寿命均高于SBS改性沥青和橡胶改性沥青,SBS/CR-S与SBS/CR-N的PG分级均为PG82-40,SBS/胶粉复合改性新疆沥青兼具优良高低温性能。

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。

岩沥青复合改性沥青流变性能

为改善岩沥青改性沥青的流变性能,使其更好地应用于实际工程,分别添加不同掺量的胶粉、SBS和岩沥青,制备得到胶粉/岩沥青复合改性沥青(CR/RACMA)和SBS/岩沥青复合改性沥青(SBS/RACMA),采用针入度、软化点和黏度试验筛选改性剂掺配方案,应用频率和温度两种扫描模式下的动态剪切流变(DSR)和弯曲梁流变(BBR)试验分析岩沥青复合改性沥青的流变性能,利用Black曲线探讨岩沥青复合改性沥青的时温等效原理有效性及黏弹特性,并通过多应力蠕变恢复试验评价岩沥青复合改性沥青的抗永久变形能力.结果表明,CR/RACMA较SBS/RACMA具有更好的高温性能和温度敏感性;CR/RACMA较SBS/RACMA具有更优的PG分级,其中添加18%胶粉和5%岩沥青的CR/RACMA的PG分级最优;SBS/RACMA具有更加明显的时温依赖性,而CR/RACMA不适用于时温等效原理;CR/RACMA较SBS/RACMA具有更高的弹性成分和更小的不可恢复应变,其中添加18%胶粉和5%岩沥青和添加14%胶粉和12%岩沥青的复合改性沥青表现出相近的抗永久变形能力.综合流变性能试验分析得到18%胶粉和5%岩沥青是岩沥青复合改性沥青的合理掺配.