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。

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。

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。

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%。

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。

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。

不同类型SBS改性剂复合改性沥青性能影响研究

为对比苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性剂的结构类型、嵌段比、拉伸模量对复合改性沥青高低温性能影响情况及原因,选取4种不同类型的SBS改性剂,根据类型进行复合改性,对单掺、复合改性沥青的常规性能进行测试,结合傅里叶红外光谱图、荧光显微镜观察图以及扫描电镜观察图对其性能差异原因进行分析。结果表明:不同类型SBS改性剂的复合改性机理仍为物理改性,性能差异的原因是改性剂类型的区别使聚合物颗粒发育后内部交联结构和分散程度的不同;复合改性后星型改性剂因微团聚作用将线型SBS进行交缠、裹挟形成结构更强、颗粒更大的结构,而两种线型聚合物复合改性后分散性更好;结构类型对复合改性沥青性能影响相较于嵌段比、拉伸模量更显著。

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。

干拌废胎胶粉复配SBS改性沥青与混合料性能研究

基于废胎胶粉复合改性沥青胶结料和混合料性能试验,优化得到最佳的干拌废胎胶粉与SBS掺量,并铺筑干拌废胎胶粉复合SBS改性沥青混凝土路面试验段。结果表明:干拌废胎胶粉复合SBS改性沥青混合料,具有优异的高低温性能、抗剪切性能与抗疲劳性能,推荐使用2.5%SBS+15.0%、20.0%干拌废胎胶粉和3.5%SBS+10.0%、15.0%干拌废胎胶粉复配方案。试验应用中3.5%SBS+15.0%干拌废胎胶粉复合改性沥青混凝土的综合路用性能优良,具有推广应用价值。

PPA/SBS复合改性沥青性能研究

为研究PPA/SBS复合改性沥青的物理及流变特性,通过三大指标试验测试其基本性能;采用动态剪切流变仪(DSR)进行温度扫描试验以分析其高温流变特性;借助黏温指数(VTS)法评价其温度敏感性;利用弯曲梁流变试验(BBR)研究其低温蠕变性能。试验结果表明:PPA/SBS复合改性沥青与SBS改性沥青相比,其针入度降低了11.4%,软化点提高了3.8%,5℃延度降低41.5%;在相同温度下,PPA/SBS复合改性沥青的相位角δ最小、G^(*)/sinδ值最高,表明PPA/SBS复合改性沥青能够更好的抵抗行车荷载,减少车辙病害的发生;PPA的掺入使得沥青VTS绝对值降低,减小了温度变化对沥青性能的影响;PPA的掺入使得SBS改性沥青的低温抗变形能力与应力松弛能力都有不同程度的下降。

废胶粉-SBS复合改性沥青研究进展

介绍了废胶粉-SBS复合改性沥青的改性材料、制备工艺、作用机理及性能。改性材料与制备工艺会对复合改性性能产生显著影响,应控制胶粉、SBS与改性剂的类型及掺量,制备复合改性沥青采用高速剪切法,应采用合理的制备温度与剪切速度。胶粉与SBS在沥青中进行溶胀、脱硫、交联等物理作用后,形成三维网状结构,集合了SBS改性沥青、胶粉改性沥青的部分性能优势,相对于基质沥青性能有大幅度提升。鉴于复合改性沥青已取得长足研究进展,需进一步探索生产与施工工艺,优化存储稳定性和各方面性能。

SBS/胶粉复合改性沥青制备工艺及路用性能

针对目前国内改性沥青的研究现状和不足,以中海油70#沥青为基质沥青,SBS和胶粉作为改性剂,采用掺量为4%、5%、6%的SBS和2%、4%、6%的胶粉制备复合改性沥青进行对比试验,成功研发了一种适用于SBS/胶粉复合改性沥青的制备工艺。分析了不同掺量复合改性沥青的延度、针入度、软化点和弹性恢复变化趋势,归纳了引起变化趋势的原因。研究结果表明:在SBS掺量一定的情况下,随着胶粉掺量的增加,复合改性沥青的延度呈现下降的趋势,软化点和弹性恢复呈现上升的趋势,针入度值呈现先下降后上升的趋势。研究可为SBS/胶粉复合改性沥青的制备工艺和路用性能研究提供参考。

SBS-胶粉-HDPE复合改性沥青制备工艺

采用SK-90~#基质沥青,通过正交试验设计选择6个试验变量,制备复合改性沥青,并采用灰色关联分析法对其技术指标测试结果进行分析,得出复合改性沥青的最佳制备工艺参数.结果表明:基质沥青经过SBS-胶粉-HDPE复合改性后,针入度大幅度降低,软化点和5℃延度得到不同程度的提高,并且第22组弹性恢复率高达60%,弹性较好;通过灰色关联分析,确定制备SBS-胶粉-HDPE复合改性沥青的最佳工艺参数如下:改性剂SBS掺量为5.0%,改性剂胶粉掺量为20.0%,改性剂HDPE掺量为4.5%,剪切速率为4 500 r·min^(-1),剪切时间为45 min,剪切温度为170℃;在高温剪切的作用下,SBS和HDPE相互缠绕联结,形成以胶粉作为填充物的三维网状结构,其中聚合物作为分散介质,沥青作为分散相,从而使复合改性沥青的整体性能得到提高.

SBS/岩沥青复合改性沥青基本性能研究

通过SBS/岩沥青复合改性沥青的三大性能指标研究,分析了岩沥青和SBS的用量比变化对改性沥青性能的影响规律。结果表明:在改性沥青中有效成分用量不变的情况下,随着其中岩沥青用量比例的不断增大,改性沥青针入度的变化不大;改性沥青的软化点呈明显下降的趋势,即岩沥青与SBS复合改性对提高软化点的效果不如单独应用SBS的效果好;改性沥青的延度呈明显下降的趋势,且改性沥青的15℃延度的下降程度更为显著。适量添加岩沥青可在一定程度上提高SBS在基质沥青中的分散性。

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。

应用碳纳米管提高SBS改性沥青及其混合料路用性能的研究

通过向SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)改性橡胶粉末中添加功能纳米材料——碳纳米管的方式,获得了新型的碳纳米管-聚合物复合沥青改性剂。用该复合改性剂与基质沥青制备新型SBS改性沥青。针对改性沥青及其混合料进行大量的结构研究和路用性能测试。包括三大指标试验、差示扫描量热分析(DSC)、显微镜下的微观结构分析以及马歇尔实验。结果表明,由于碳纳米管较大的比表面积及大的π电子结构,能够提高SBS与沥青之间的物理溶胀及弱化学相互作用(这里主要以π-π堆积作用为主)。加入碳纳米管的SBS沥青较单纯SBS改性沥青在综合性能上有较大改观。

SBS/HON复合改性沥青流变性能

为了研究SBS(styrene-butadiene-styrene)/HON(Honeywell TitanTM)复合改性沥青的流变性能,选取2种SBS和2种HON改性剂制备复合改性沥青,采用布氏旋转黏度计分析了复合改性沥青的黏温性能,采用动态剪切流变仪(DSR)、低温弯曲流变仪(BBR)分别评价复合改性沥青的高温及低温流变性能.结果表明:HON可有效改善沥青的黏温性能,降低施工温度,并可提高沥青的高温流变性能;SBS可明显改善沥青材料的高温流变性能,并可在一定程度上提高沥青材料的低温流变性能.

RET与SBS复合改性沥青性能及改性机理

RET沥青化学改性剂在我国的工程实践中使用较少,基于室内实验和试验路铺筑,通过对RET与SBS复合改性沥青针入度指标性能和PG分级系统研究,确定了RET与SBS适宜的掺配比例,系统评价了不同RET和SBS掺量复合改性沥青混合料的路用性能,进而定性揭示了RET对低剂量SBS改性沥青混合料的改性机理。试验结果表明,RET与SBS复合改性沥青混合料具有优良的路用性能,RET与SBS复合可以充分发挥SBS与RET各自对沥青的改性作用,提高沥青混合料的综合路用性能。RET与SBS复合改性沥青中,RET的推荐掺量为1.0%~1.5%,SBS添加量为2.0%~3.0%;RET与SBS复合改性沥青可大幅改善SMA以及AC沥青混合料的综合路用性能,其高温稳定性和抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料。实体工程和试验段检测结果表明,RET与SBS复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,经济、社会效益显著。

PPA&SBS复合改性沥青高温性能试验研究

为了研究不同掺量PPA和SBS复合改性沥青结合料高温性能,进行沥青三大指标试验以及动态剪切流变试验(DSR),并将复合改性沥青性能与SBS改性沥青进行对比。实验结果表明:不同掺量的PPA&SBS复合改性沥青高温性能均随温度升高而下降,且在温度大于52℃以后不同沥青高温性能相差不大,同种沥青高温性能降低趋于平缓;SBS2.0%+PPA0.5%和SBS3.0%+PPA1.0%两种复合改性沥青中,综合考虑路用性能及性价比后,高温性能最接近于SBS4.0%单独改性沥青的是SBS2.0%+PPA0.5%复合改性沥青,可在满足技术要求的前提下作为SBS4.0%单独改性沥青的替代。

SBS改性沥青的复合老化机理

通过考察沥青的纳米微观形貌、化学官能团和宏观力学指标,研究了复合老化条件下苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的老化规律和机理.结果表明:复合紫外(UV)老化对SBS改性沥青的影响远大于短期老化,且复合UV老化对低温性能的影响更大;复合老化引起沥青“蜂形结构”数目和面积发生改变,复合老化后SBS改性沥青微观表面的杨氏模量和黏附力发生显著变化;复合老化后SBS改性沥青红外光谱中966、1376、1601cm-1处的基团发生了明显变化.