Terminal Blend(TB)胶粉/SBS复合改性沥青性能研究

采用Terminal Blend(TB)技术制备了基质沥青牌号和SBS含量不同的6种TB复合改性沥青,并对它们的常规指标、感温性能、黏温特性和力学性能进行了评价。结果表明:TB复合改性沥青各项性能均显著优于基质沥青。TB复合改性沥青的性能与SBS含量和基质沥青的牌号有关。除温度敏感性外,其他各项性能均随SBS含量增加而得到改善。中油AH-70有助于改善软化点、针入度、针入度指数PI值、弹性恢复、峰值拉力Fmax、屈服应变能E、黏韧性面积S和黏韧性指标,中海AH-90则有助于改善延度、黏温曲线方程斜率、拉伸柔量f。

Terminal Blend胶粉改性沥青的复合改性研究

采用室内试验分析了岩沥青和SBS掺量对Terminal Blend胶粉改性沥青(TB沥青)性能的影响;采用荧光显微镜及表面能测试仪研究了岩沥青和SBS对于溶胶沥青的增强作用及增强机理.结果表明:岩沥青与SBS在提高TB沥青高温性能的同时,可在一定程度上保留其低温性能中的突出特点;TB岩沥青(内掺20%(质量分数,下同)岩沥青+20%橡胶粉)的PG分级可达PG 76-28;车辙试验表明掺量为2.0%的SBS与TB岩沥青(内掺10%岩沥青+10%橡胶粉)复合后的SBS/TB岩沥青改性沥青高温性能高于SBS掺量为4.5%的SBS改性沥青(PG 76-22),从而有效降低了SBS掺量;表面能试验与TSR试验结果均表明TB沥青的黏附性能随着岩沥青与SBS掺量的增加呈现出先增后减趋势,岩沥青与SBS总体上提高了TB沥青的黏附性;荧光显微镜的观测结果进一步证实了SBS与TB沥青二次复合后的改性沥青内部均匀、稳定.

不同形貌纳米材料对Terminal Blend沥青性能及微观结构的影响

本研究选用纳米氧化硅和蒙脱土,制备了纳米-Terminal Blend(TB)改性沥青,测定了其针入度、软化点、延度、弹性恢复率等指标,得到了不同改性沥青的荧光显微照片(FM)和扫描电镜照片(SEM),还对样品进行了红外光谱分析。研究结果表明:两种纳米材料均使TB沥青针入度减小,软化点升高,高温性能得到改善,且纳米掺量越大,改善效果越明显。此外,层状纳米蒙脱土对TB沥青高温性能、弹性恢复改善效果优于纳米氧化硅,但对低温延度的改善不及后者。显微图像分析表明纳米氧化硅在改性过程中分散较好,而蒙脱土存在一定团聚现象。红外光谱分析显示纳米氧化硅改性TB沥青体系在指纹区个别峰消失,纳米蒙脱土改性TB沥青则在1602cm^(-1)处峰消失,同时在1107cm^(-1)、466cm^(-1)处出现新的吸收峰,引入纳米材料可能改变TB沥青的特征官能团。

TerminalBlend废胶粉-纳米SiO_2改性沥青粘温关系及低温韧性

为评价废胶粉-纳米复合改性沥青的高温抗变形性、流变特性及低温韧性,制备了湿法Terminal Blend胶粉-纳米SiO_2复合改性沥青,并借助旋转粘度、针入度、软化点、5℃和15℃延度试验进行了性能表征,还基于实测表观粘度拟合了复合改性沥青粘度-温度关系。结果表明:掺加纳米SiO_2后,复合改性沥青针入度减小,软化点升高,高温抗变形性能得到改善,且纳米SiO_2掺量越大,改善越显著;纳米SiO_2掺量4%时5℃延度比未掺前提高约37.5%。此外,复合改性沥青高温粘度较基质沥青和未纳米改性时有所增加,但135℃粘度不超过1500cP,施工和易性良好;粘度数据拟合还表明在135~200℃温度域内,复合改性沥青粘温关系符合较好的指数关系。

Terminal Blend低黏度胶粉改性沥青技术在北美地区的应用进展

Terminal Blend沥青是为克服传统橡胶沥青缺陷而开发的新型湿法胶粉改性沥青技术,具有适宜的黏度、良好的抗车辙、抗反射开裂性能,生产工艺及技术性能与聚合物改性沥青相当。该技术在北美地区被广泛使用,但国内应用不多。通过文献回顾,考察了北美地区Terminal Blend沥青生产供应及工程应用情况,分析了该技术相对于传统橡胶沥青、聚合物改性沥青的优势,总结了工程应用的成功经验及存在问题。

Terminal Blend橡胶泡沫沥青制备及性能评价

为弥补传统泡沫沥青高温稳定性和黏附性的不足,解决传统橡胶沥青发泡效果不理想的缺陷,对terminal blend(TB)橡胶泡沫沥青进行了研究,探究了TB橡胶泡沫沥青发泡效果的影响规律,对其微观形貌与特征进行了表征,同时评估了TB橡胶泡沫沥青的高温性能、温度敏感性和黏度.结果表明:采用TB橡胶沥青制备泡沫沥青具备可行性;相比传统泡沫沥青,TB橡胶泡沫沥青在温度敏感性降低的同时,还显著提升了高温性能和黏度;微观结果显示TB橡胶泡沫沥青的发泡过程仅为物理过程,而且受发泡温度和发泡用水量的影响,其中后者对整体发泡效果的影响更加明显;TB橡胶泡沫沥青的最佳发泡温度为160°C、发泡用水量为2.7%.

Terminal Blend胶粉纳米改性沥青的动态剪切模量和黏度特性

为评价Terminal Blend胶粉纳米改性沥青的动态剪切流变特性,借助频率扫描试验测定了Terminal Blend胶粉纳米改性沥青60℃贮能模量、损耗模量、相位角及动态黏度随频率变化曲线,评价了纳米材料对流变特性的影响。研究结果表明:掺加纳米材料1(一种预先分散于聚合物基体的碳纳米材料)可显著增大低频域(ω≤10 rad/s)的贮能模量、降低相位角,有助于改善沥青弹性,但对损耗模量作用有限。在高频域(ω>10 rad/s),纳米改性剂对模量及相位角影响不明显。黏度数据表明,胶粉纳米改性沥青的动态黏度随加载频率增加而降低,表现出动态剪切稀化效应;纳米材料1能显著增加Terminal Blend沥青60℃动态黏度,有助于提高混合料抗车辙能力。数据拟合发现:利用Carreau模型表征胶粉纳米改性沥青的假塑性行为是可行的,且掺加纳米材料1后,零剪切粘度大于其他两组沥青。

多聚磷酸复配Terminal blend胶粉改性沥青流变特性及其混合料路用性能

基于针入度评价体系和PG分级体系研究了多聚磷酸(PPA)与Terminal Blending胶粉复合沥青性能,优化了最佳的PPA与TB胶粉掺量范围,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂试验和四分点加载疲劳试验研究了PPA与TB胶粉复合改性沥青混合料的路用性能、抗疲劳性能和自愈合性能,并将其与4.5%SBS改性沥青混合料进行了对比。结果表明,TB胶粉改性沥青低温性能和抗疲劳性能优良,但其高温性能较差,将TB胶粉与PPA复配后可实现二者对沥青混合料高低温性能和抗疲劳性能改善效果的优势互补。在1.0%~1.5%PPA掺量和18%~24%TB胶粉掺量范围内TB与PPA复合改性沥青可替代4.5%SBS改性沥青,且PPA与TB胶粉复合改性沥青混合料具有更优的路用性能和抗疲劳性能。1.0%PPA+18%TB、1.25%PPA+22%TB、1.5%PPA+26%TB三种复合改性沥青混合料疲劳寿命比4.5%SBS改性沥青混合料高40%~110%,室温放置4个月后的自愈合性能为SBS改性沥青混合料的2.5倍,掺TB胶粉改性沥青显著提高了PPA改性沥青混合料的抗疲劳耐久性和自愈合性能。推荐PPA与TB胶粉复合改性沥青中,适宜的PPA掺量为1.0%~1.5%,TB胶粉合理掺量为20%~24%。

Terminal Blend沥青在美国的工程应用

Terminal Blend沥青是与湿法高粘度橡胶沥青同样具有良好抗车辙、抗反射开裂等性能的一种很有潜力的新型铺面材料，与后者既有相似，又有不同，是两种截然不同的胶粉改性沥青产品，使用时绝不可混淆。其生产工艺与技术性能可媲美聚合物改性沥青。尽管国内开展了大量胶粉改性沥青研究，但对低粘度Terminal Blend沥青缺乏应有的认识，往往与高粘度橡胶沥青不加区别。通过文献回顾，考察了北美地区Terminal Blend沥青生产供应与工程案例，分析了其相对橡胶沥青、聚合物改性沥青的技术优势，总结了在各种路面工程中应用的成功经验与存在的问题，可为从事Terminal Blend沥青生产制备、性能评价及工程应用的国内同行提供参考。

Terminal Blend胶粉与SBS复合改性沥青的路用性能

依托河北石家庄某沥青路面试验段,对Terminal Blend胶粉和SBS复合改性沥青混合料的高温性能、低温性能、疲劳性能进行了研究。试验结果表明,复合改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料相比,具有突出的疲劳性能,疲劳寿命为SBS改性沥青混合料的1.5~4.5倍;复合改性沥青混合料的高温抗车辙性能、水稳定性与SBS改性沥青混合料相当,抗水损害性能则略好于SBS改性沥青混合料。

Terminal Blend胶粉改性沥青研究进展

近年来国内外的科研人员对橡胶粉改性沥青(AR)的研究比较深入,但是AR因为黏度太大导致其和易性较差,因此性能更优的Terminal Blend(TB)胶粉改性沥青受到了广泛关注。从TB胶粉改性沥青的制备工艺,性能影响因素和质量改善措施对TB改性沥青的国内外研究进展进行概括总结,旨在结合国外相关经验和技术,推动我国对TB胶粉改性沥青的研究。

TB胶粉改性沥青制备方法比较研究

高温法Terminal Blend(TB)胶粉改性沥青技术同时解决了传统橡胶沥青黏度大、存储稳定性差、恶臭排放的问题,但260℃高温工艺可能会引起安全问题,且生产难度较高。采用红外光谱分析(FTIR)、溶解度试验、凝胶渗透色谱分析(GPC)、流变学试验、存储稳定性试验,综合对比了高温法(260℃)、化学活化法(200℃)、高速剪切法(200℃)制备胶粉改性沥青的分子结构、溶解度、分子量分布、流变性质、离析等指标。结果表明:3种方法制备的胶粉改性沥青,均发生了脱硫反应(红外光谱966 cm^(-1)峰活性聚合物基团增强)与降解反应(部分胶粉大分子链段降解,产生与沥青质尺寸相当的分子链),高温法和化学活化法的脱硫降解程度比剪切法剧烈;高温法和化学活化法制备TB胶粉改性沥青的溶解度不低于96%,较剪切法提高4%~7%,135℃黏度约为1.2~1.3 Pa·s,约为剪切法的1/3;20%胶粉含量下,200℃高速剪切法及48 h发育难以制备出低黏度TB胶粉改性沥青;降低胶粉含量可在发育过程中加快胶粉的降解,高速剪切法具有制备低含量TB胶粉改性沥青的潜力。

溶解性胶粉改性沥青混合料疲劳性能

应用四点弯曲疲劳试验机BFA(beam fatigue apparatus)对溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳性能进行研究,并在相同空隙率下对溶解性胶粉改性沥青密级配沥青混合料(AC13)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青密级配沥青混合料(SBS-AC13)完成了考虑自愈合影响的疲劳性能比较,进一步完成溶解性胶粉改性沥青与SBS复合改性沥青混合料AC13的疲劳性能和高温性能研究.结果显示:归一化劲度次数积疲劳寿命比50%初始模量降低疲劳寿命更适合用于评价溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳寿命;总结溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳性能与应变、沥青用量和空隙率等三个因子的相关性,提出溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳方程;在4%的设计空隙率下,无论是否考虑自愈合的影响,SBS-AC13的疲劳寿命均高于溶解性胶粉改性沥青AC13,但溶解性胶粉改性沥青AC13的自愈合能力高于SBS-AC13;在4%的设计空隙率下,无论是否考虑自愈合的影响,溶解性胶粉复合SBS改性沥青AC13的疲劳寿命均达到SBS-AC13疲劳寿命的2倍,其自愈合能力高于SBSAC13,且高温性能亦远优于SBS-AC13.

溶解性胶粉改性沥青与SBS的交联反应研究

采用凝胶渗透色谱、红外光谱、荧光显微镜等从化学和微观角度对TB+SBS复合改性沥青进行观测,对其反应机理进行分析,并采用动态震荡和多应力蠕变恢复试验对其流变性能进行评价,最后采用汉堡车辙试验对其混合料高温稳定性进行验证,以期找到高温性能俱佳的掺配比例.结果表明:TB+SBS复合改性沥青的最佳配合比为:w(胶粉)为20.0%,w(SBS)为3.0%;SBS的掺加使TB沥青产生了交联反应,相对分子质量增大,弹性恢复能力增强,从而使其混合料的高温性能得到大幅提升.考虑TB沥青在经济和环保方面的优势,其具有一定的工程应用潜力.

溶解性胶粉/SBS复合改性沥青低温性能评价

采用低温延度试验与弯曲梁流变试验,通过数据回归分析,对溶解性胶粉改性沥青及其与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合的改性沥青低温性能进行评价.结果表明:当用胶粉和SBS对沥青复合改性时,增大胶粉质量分数能有效提升沥青的低温塑性变形能力和低温流变性能,增大SBS质量分数能提升沥青的低温塑性变形能力,但高掺量SBS可能降低沥青低温流变性能;随着胶粉质量分数和SBS质量分数的增大,沥青低温性能提升幅度逐渐降低;当胶粉质量分数为10%且SBS质量分数为2%时,改性剂利用效率最高.

多种湿法橡胶改性沥青的综合性能评价与改性机理研究

本工作拟对普通橡胶沥青、Terminal Blend(TB)橡胶沥青和脱硫橡胶沥青三种橡胶沥青的高温抗车辙、中温抗疲劳、低温抗裂以及流动施工性能进行综合评价,并从化学官能团和流变特性角度研究其改性机理。采用车辙因子、零剪切粘度、不可恢复蠕变柔量等指标,从增粘和增弹两个角度对沥青的高温性能进行评价;采用时间扫描试验和线性振幅扫描试验对沥青的中温抗疲劳性能进行评价;采用低温弯曲流变仪和135℃布氏粘度对沥青的低温抗裂性能与施工和易性进行评价;最后,基于模量-温度扫描试验、改进的Arrhenius方程拟合和红外光谱试验,从流变和化学角度对不同橡胶沥青的改性机理进行了研究。研究表明:普通橡胶沥青中的橡胶分子团聚最明显,弹性与力学性能最优,但粘度也最大,普通橡胶沥青在高温下展现出明显的橡胶态平台区和非牛顿流体行为。TB橡胶沥青中的橡胶颗粒降解度最高,橡胶分子与沥青分子完全混溶,粘度接近基质沥青,低温性能优异。脱硫橡胶沥青所采用的胶粉降解程度介于两者之间,改性效果较为均衡,是具有前景的废旧轮胎固废回收利用手段。

成品橡胶沥青在嵌挤型沥青混合料中的应用

文章采用Superpave设计方法,通过室内试验研究了成品橡胶沥青SUP20的配合比设计和路用性能,并分析了成品橡胶沥青应用的经济效益。结果表明:成品橡胶沥青SUP20的配合比设计和路用性能各项性能指标均满足相应技术要求,高温抗车辙性能突出;成品橡胶沥青SUP20的成本低于SBS改性沥青SUP20,成品橡胶沥青与Superpave具有良好的适用性。在室内研究的基础上,通过试验路的铺筑验证了成品橡胶沥青良好的施工性能。

成品橡胶沥青在杭瑞高速大思段桥面铺装中的应用

成品橡胶沥青作为一种新型路面材料,具有优良的高温稳定性、抗疲劳和降噪特性。文章在分析桥面沥青铺装体系共性特点和贵州省当地桥面使用特性的基础上,首次在贵州应用成品橡胶沥青桥面铺装结构,并进行了成品橡胶沥青SMA13级配设计、性能验证及橡胶沥青桥面铺装施工工艺优化。

时温作用下溶解性胶粉改性沥青流变性能研究

通过离析试验、黏度试验、动态剪切流变(DSR)时间扫描试验和多应力蠕变回复(MSCR)试验、弯曲梁蠕变劲度(BBR)试验评价时温作用下沥青的流变性能。结果表明:脱硫降解后,胶粉改性沥青黏度降低,存贮稳定性改善,低温流变性质依然优于4.5%SBS改性沥青,但高温流变性能下降;260℃、6 h是溶解性胶粉改性沥青制备过程中脱硫降解反应主导向老化反应主导过渡的临界条件,实现了当前研究条件下的充分脱硫降解状态。

纳米SiO_(2)改性工艺对胶粉复合改性沥青性能影响

为改善纳米SiO_(2)与Terminal Blend沥青的相容性,采用KH550、KH560和KH570等3种偶联剂对纳米SiO_(2)进行接枝改性,确定3种偶联剂的最佳接枝改性工艺,分析不同接枝改性方案对复合改性沥青高温、低温、存储稳定性等性能的影响规律。借助FTIR和SEM技术分析复合改性沥青性能改善机理和改性前后纳米SiO_(2)的混合分布状态。结果表明:KH550、KH560和KH570的改性用量宜为2.5%、2.0%和2.0%,改性时间宜为3 h、2 h和2 h;改性SiO_(2)可明显改善复合改性沥青的高低温性能和储存稳定性,KH570的改善效果最优;3种偶联剂改性纳米SiO_(2)的红外光谱图像非常接近,KH550和KH570改性纳米SiO_(2)除新增甲基和亚甲基外分别新增氨基和羰基;SEM图像显示改性纳米SiO_(2)在沥青中分布更为均匀,接枝改性可提高纳米SiO_(2)与沥青的相容性。