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。

基于综合指数法的胶粉/SBS复合改性沥青性能评价

为了实现废旧轮胎的资源化利用、将废旧轮胎回收粉碎后用于公路工程的建设,制备了不同胶粉活化度的高掺量双螺杆挤出法(twin-screw extrusion process,TSEP)活化胶粉/SBS复合改性沥青试样,对其常规性能进行测试,采用动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer,DSR)对复合改性沥青进行高温温度扫描、多应力蠕变恢复(multi-stress creep recovery,MSCR)试验及线性振幅扫描(linear amplitude scanning,LAS)试验,探究胶粉活化度和掺量对复合改性沥青高温流变特性、高温抗车辙性能及中温抗疲劳性能的影响,同时采用综合指数法综合评价高掺量TSEP活化胶粉复配SBS改性沥青性能。结果表明:高掺量TSEP活化胶粉复配SBS改性沥青的常规指标均得到改善,尤其是ERP-B/SBSCMA黏度最低,相较于其他5种改性沥青具有更好的施工和易性;随胶粉活化度的提高,其复合改性沥青的高温抗车辙性能有所下降。33%胶粉掺量的ERP-B/SBSCMA的高温性能优于20%胶粉掺量的ERP-B/SBSCMA-20;随着温度的升高,车辙因子提高了9%~40%;抗疲劳性能也有所提高。ERP-B的活化程度适中,其复合SBS改性沥青具有良好的常规性能、高温抗变形性能及中温抗疲劳性能。

SBS/橡胶粉复合改性混合植物沥青的制备及其性能研究

针对特定来源的植物沥青,将其与克拉玛依90号沥青(K-90)共混制备混合植物沥青后进行聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)/橡胶粉复合改性,通过研究复合改性顺序及改性剂掺量对复合改性植物沥青路用性能的影响,从而确定混合植物沥青复合改性工艺。并对制备的SBS/废橡胶粉复合改性混合植物沥青模拟了短期热氧老化和紫外老化试验。通过比较老化前后复合改性混合植物沥青的物理性能的变化,以及利用剪切流变仪评价复合改性植物沥青的流变特性。结果表明:SBS掺入量为2.5%,橡胶粉掺入量为15%时,先进行SBS改性后进行橡胶粉改性制备的复合改性混合植物沥青的常规路用性能较优。经过SBS/废橡胶粉复合改性的混合植物沥青软化点增量减小,残留针入度比和延度保留率上升,表明SBS/废橡胶粉复合改性可明显提高混合植物沥青的抗紫外老化性能。SBS/废橡胶粉复合改性可使混合植物沥青复数模量和车辙因子增加,相位角下降,说明SBS/废橡胶粉复合改性可提高混合植物沥青的抗车辙性能。

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。

脱硫胶粉复合SBS改性沥青的稳定化制备及其性能研究

胶粉改性沥青作为优良的沥青路面热熔型粘结剂虽已得到推广应用,但仍存在加工黏度高、储存稳定性差等问题。本研究以储存稳定性及流变性能为指标,采用低门尼高溶胶含量的脱硫胶粉,控制胶粉与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)复配比例,优化加工工艺,制备了稳定型脱硫胶粉复合SBS改性沥青。探究了其加工性能、高温抗变形能力、热稳定性及延展性。研究结果表明:(1)通过溶凝胶试验和计算发现,脱硫胶粉的溶胶含量大幅提升,可以有效改善胶粉与沥青间相容性。当脱硫胶粉复合SBS后,可以看出沥青的黏度大幅提升。从加工性能角度来说,需要合理地控制SBS的复合用量,以保证改性沥青的拌合流动性。(2)基于高温性能评价的试验结果,20%脱硫胶粉+2%SBS、25%脱硫胶粉+2%SBS组合均具有良好的高温性能。(3)通过离析试验测定了48h软化点差,分析了不同温度下车辙因子及相位角变化,基于脱硫胶粉改性沥青的储存稳定性考虑,推荐25%脱硫胶粉复配2%SBS的改性沥青方案。(4)从延展性出发,最终选择25%脱硫胶粉复配2%SBS的改性沥青方案。

废旧胶粉/SBS复合改性沥青高温抗车辙性能研究

为提升沥青结合料的高温抗车辙性能,本研究使用CR和SBS两种聚合物对基质沥青进行复合改性。首先,基于常规的沥青性能试验(针入度、软化点和延度试验),对不同掺量下的CR和SBS单一聚合物改性沥青进行高-低温性能研究;继而,利用常规性能试验研究CR掺量对废旧胶粉/SBS复合改性沥青性能的影响,其中SBS掺量固定为2%,仅改变复合改性沥青中CR的掺量;最后,基于动态流动剪切仪(Dynamic Shear Rheometer,DSR)对废旧胶粉/SBS复合改性沥青进行多应力蠕变松弛(Multiple Stress Creep and Recovery,MSCR)试验,利用不可恢复蠕变柔量(Jnr)和应变恢复率(R)两个指标进一步研究废旧胶粉/SBS复合改性沥青高温抗车辙性能。结果表明,2%SBS和12%CR复合改性沥青的抗车辙性能优异,甚至优于SBS掺量为4.5%的SBS改性沥青。

废胶粉/SBS复合改性沥青及沥青混合料的性能研究

采用共混改性制备了废胶粉/SBS复合材料,并对其改性沥青及改性沥青混合料的性能进行了研究。确定了改性沥青中废胶粉/SBS复合材料最佳掺量和最佳工艺参数。试验结果表明在205℃的剪切温度、60 min的剪切时间、7 h的发育时间以及7 000 rmp的搅拌速率下制备改性沥青具有较好的综合性能。随着胶粉在复合材料中的质量比逐渐增加,改性沥青的软化点上升而针入度与延度下降,相对于基质沥青软化点提高了84.8%,而针入度与延度分别降低了16.9%和44.7%。废胶粉/SBS复合材料改性沥青会增大改性沥青的高温稳定性以及低温变形能力,当掺量从1%增加到7%时,稳定度和低温弯曲应变分别增加了77.5%和24.2%,但是会降低改性沥青的水稳定性。

SBS/胶粉复合改性沥青共混改善及其性能提升技术

为提高SBS/胶粉复合改性沥青的储存稳定性,对其共混工艺进行了改善。分别采用不同掺量的胶粉和SBS对基质沥青进行改性,得到胶粉改性沥青母液和SBS改性沥青母液,通过将这2种母液混合制备得到共混SBS/胶粉复合改性沥青,通过与传统SBS/胶粉复合改性沥青进行对比,研究了共混改善工艺对其物理性能、流变性能和疲劳性能的影响。结果表明:共混改善工艺显著提升了SBS/胶粉复合改性沥青的综合性能,当共混时间为30 min时,提升效果最佳;当胶粉掺量为20%时,共混SBS/胶粉复合改性沥青的储存稳定性提升约30%、低温松弛性能提升约14.6%、疲劳寿命提升约23.7%,而高温蠕变性能几乎不变;综合共混SBS/胶粉复合改性沥青的软化点变化趋势,在30 min的共混时间下,胶粉的最优掺量为20%。

橡胶改性沥青与SBS改性沥青对钢渣沥青混合料路用性能的影响对比

通过对比橡胶改性沥青与SBS改性沥青作为钢渣沥青混合料的胶结材料的性能差异,分析了不同改性沥青对钢渣沥青混合料路用性能的影响。实验采用沥青基础性能实验、车辙试验、马歇尔试验、冻融劈裂试验、肯塔堡浸水飞散实验、低温弯曲试验和体积安定性试验等方法,全面评估了两种改性沥青钢渣混合料的性能。结果显示,橡胶改性沥青钢渣混合料在低温抗裂性、高温稳定性、水稳定性和体积安定性方面相较于传统SBS改性沥青混合料有显著改善,且减少了沥青用量。同时,橡胶改性沥青混合料在提高钢渣路面疲劳寿命方面也表现出较好效果。

不同因素对SBS/橡胶粉复合改性沥青物理性能影响研究

文中分析了胶粉掺量、SBS改性剂掺量及加热次数对SBS/橡胶粉改性沥青物理性能的影响。研究结果表明,复合橡胶沥青的软化点与SBS改性剂掺量呈现正相关关系,黏度和针入度指数与SBS改性剂掺量呈现先正相关后负相关;复合橡胶改性沥青的软化点、黏度和针入度指数均与橡胶粉掺量呈现正相关关系;当SBS改性剂掺量为5%及橡胶粉改性剂掺量为18%时,其所有的性能达到最佳;随着加热次数的增加,橡胶复合改性沥青的高温性能有所降低。

高寒大温差下SBS/橡胶粉复合改性沥青路面温度应力分析

为了研究不同沥青结合料在高寒大温差下路面结构温度应力的变化规律,选取三种沥青结合料(基质沥青、SBS改性沥青和SBS/橡胶粉复合改性沥青)与三种级配类型(SMA-13、AC-13和AC-16)的混合料,室内测试不同沥青混合料试件的热物性参数和力学参数,采用有限元软件模拟沥青路面结构的温度应力,分析不同降温速率、初始温度场和周期性温度场作用下路面结构的温度应力变化规律,并将数值结果与冻断试验结果进行了对比。结果表明,边界条件不同,数值计算结果与冻断试验结果差异甚大;SBS/橡胶粉复合改性沥青具有最好的抗裂能力,温度应力变化周期滞后于气温变化,应变变化周期滞后于应力变化;路面开裂是温度应力累积、能量耗散的结果。

玻璃纤维增强橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料路用性能试验研究

为了改善橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料的服役性能,将不同掺量的玻璃纤维掺入橡胶粉/SBS沥青混合料中进行改性,采用马歇尔强度试验、劈裂试验、高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验以及冻融劈裂试验,系统考察了不同玻璃纤维掺量对橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料力学性能及路用性能的影响规律。结果表明:随着玻璃纤维掺量的增加,橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度、浸水残留稳定度及冻融劈裂强度比均逐渐增大,动稳定度和最大弯拉应变均随着玻璃纤维掺量增加呈先增大后减小变化,而劲度模量则随之呈先减小后增大变化;玻璃纤维掺入能够有效改善橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料的力学性能及路用性能,但掺入过量则会对高温抗车辙性能和低温抗裂性能有所不利,玻璃纤维最佳掺量为0.3%,有利于提升橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料的综合服役质量及使用性能。

SBS与胶粉复合改性沥青制备及多孔混合料性能评价

为利用废胶粉(crumbrubber,CR)制备用于多孔沥青混合料(porousasphalt,PA)的高黏改性沥青,通过SBS与CR复合并添加增粘剂与稳定剂制备了高黏改性沥青,根据针入度、软化点、延度和60℃动力黏度确定了SBS与CR的最佳比例及增黏剂用量,并研究了PA-13的路用性能。结果表明:SBS与胶粉对沥青针入度和软化点具有一定改善作用,然而SBS对沥青延度改善作用有限且胶粉对其有负面影响;SBS与胶粉均能提高沥青的动力黏度,且根据性能推荐高黏改性沥青中SBS、胶粉、增粘剂的用量分别为5.5%、14%、3%;PA-13路用性能测试成果表明自制的高黏改性沥青能够为混合料提供杰出的高低温和水稳定性。此外,与高黏沥青相关文献相比,自制高黏沥青性能优良。

SBS与胶粉复合改性沥青在改善路面高温性能中的应用

由于道路上车辆数量的增加,二手车轮胎的数量也呈指数级增长。将轮胎制成胶粉,加入沥青中,形成沥青橡胶作为沥青路面的一种沥青结合料,是利用废旧轮胎的有效途径。为了评价复合改性沥青材料的高温性能改善作用,选择了3种不同的沥青结合料和2种不同的混合料类型,并进行了相关试验。最后,从50~70℃胶粉和SBS(苯乙烯嵌段共聚物)复合改性沥青的还原率最小。研究表明,在高温季节,胶粉和SBS的复合改性沥青是沥青路面表面施工的最佳选择。本研究为沥青橡胶在道路建设领域提供了借鉴,也实现了废物的循环利用和环境保护。

大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青路用性能研究

现进行了大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料的对比试验,并评价分析了大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青混合料的路用性能,为大掺量橡胶粉复合SBS改性沥青的推广应用提供了参考。

高品质SBS/胶粉复合改性沥青设计与性能研究

在SBS改性沥青中掺加一定量的胶粉,形成高品质的复合改性沥青。为更好了解该改性沥青性能和改性机理,以及SBS和胶粉最佳掺量,基于Superpave沥青胶结料试验,开展不同掺量胶粉与不同含量SBS复合制备改性沥青的布氏旋转黏度、DSR和BBR试验,得出胶粉对SBS改性沥青的抗剪、高温性能有所提高,低温性能改善不明显,并初步确定不同复合改性沥青的最佳掺量。通过荧光显微镜试验和SEM试验,进一步验证胶粉和SBS对沥青的改性效果。最终研究表明,在SBS改性沥青中掺加一定数量胶粉可以改善其性能,并得到性能优于普通SBS改性沥青和橡胶沥青的复合改性沥青配方。

MWCNT/SBS复合改性沥青紫外光老化性能

为评价紫外光老化对MWCNT/SBS复合改性沥青性能的影响,采用常规性能试验筛选最佳配比,通过动态剪切流变试验、低温弯曲梁流变试验与红外光谱试验,对复合改性沥青紫外老化前、后的流变性能与老化指数进行评价。结果表明:复合改性沥青的最佳配比为MWCNT掺量0.5%、SBS掺量3.0%;复合改性沥青羰基与亚砜基老化指数早期快速增长,且羰基指数增长速率更快;复合改性沥青对不同紫外波长老化的抵抗程度为380 nm>300 nm>320 nm>340 nm>360 nm;复合改性沥青的车辙因子、劲度模量与紫外老化指数呈正相关,m值则呈负相关;复合改性沥青在380 nm紫外波长下不仅具有最佳的紫外老化性能,还可促进SBS在沥青中的分散与溶胀。

SBS/LNBR/CR复合改性沥青密封胶的制备和性能研究

沥青路面在服役过程中,由于路面结构、气候和荷载的影响易出现早期裂缝,影响路面的长期使用寿命。采用液体丁腈橡胶(LNBR)、SBS和胶粉(CR)复合改性沥青制备裂缝修补密封胶,首先用软化点、锥入度、弹性恢复、流动值、黏度等技术指标,研究了基质沥青种类、液体橡胶掺量、改性工艺、胶粉掺量对密封胶性能的影响;随后利用荧光显微镜和红外光谱试验评价改性剂在复合改性沥青中的分散性;利用离析软化点试验评价改性剂对复合改性沥青密封胶的储存稳定性的影响。结果表明,选择90#基质沥青、3%液体丁腈橡胶、4%SBS时,随着胶粉掺量的增加,密封胶的软化点、弹性恢复和黏度均提高,流动值变好,但锥入度和储存稳定性稍有降低,当胶粉掺量20%时密封胶的综合性能最佳。

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。