Laboratory investigation on effects of organic montmorillonite on performance of crumb rubber modified asphalt

In this paper,organic montmorillonite(OMMT)was added into crumb rubber modified asphalt(CRMA)to improve its high temperature performance,anti-aging performance and storage stability.The effects of different OMMT content on properties of CRMA were studied.The rutting factor obtained by dynamic shear rheological(DSR)test was adopted to evaluate the high-temperature performance.The creep stiffness and m value determined by the bending beam rheometer(BBR)test were employed to evaluate the low-temperature performance.The softening point,ductility,rutting factor before and after rolling thin film ovens test(RTFOT)and pressure aging vessel test(PAV)were compared to characterize the aging properties.Moreover,the segregation test after being reserved for 48 h and 7 d was conducted,and the softening point and rutting factor of upper and lower layers of segregation pipe were adopted to evaluate the storage stability.The results indicated that the high-temperature performance and anti-aging performance were developed with the increasing content of OMMT,while the low-temperature performance deteriorated.The storage stability was improved with the increasing content of OMMT before the content exceeded 4%,after which the storage stability declined.Taking account of all factors,it is suggested that the optimum content of OMMT is 3%−4%.

PLASTIC-CONTAINING ASPHALT

It was found that the cheap waste polyethylene film and polypropylenefilm are good modifying agents for the oxidized asphalt of high paraffin content,andthe polyvinyl chloride is not suited to be a modifying agent.The modified asphalt isbetter than the original asphalt in high and low temperature properties.

橡胶-硅藻精土复合改性沥青的制备及机理

为了改善沥青的高温性能,采用橡胶和硅藻精土制备多种掺量的复合改性沥青。利用针入度、软化点、延度、旋转黏度试验,对不同改性沥青性能进行表征,通过曲面响应法得出改性剂最佳掺量比例,并对比橡胶沥青、橡胶-SBS复合改性沥青进行改性效果评估。采用旋转薄膜烘箱老化试验、热重分析法、差示扫描热量法、红外光谱扫描试验、扫描电镜试验研究了橡胶-硅藻精土复合改性沥青的老化性能、高温性能、微观结构和反应机理。结果表明,22%橡胶和4%硅藻精土的复合改性沥青综合性能最好。与橡胶沥青、橡胶-SBS复合改性沥青相比,橡胶-硅藻精土复合改性沥青表现出了更好的高温稳定性;橡胶粉、硅藻精土与基质沥青之间主要存在物理共混,沥青与两者形成了相互固定的均匀稳定的整体。

废胶粉改性沥青混合料路用性能研究

为保证我国道路工程建设持续高质量绿色发展,文章依托国内大市场优势,采用国产原材料与15%掺量的废胶粉改性沥青分别拌制AC-13(C),SBS(Ⅰ-D)SMA-13混合料,依据现行规范测试混合料的各项路用性能指标。测试结果表明,密级配废胶粉改性沥青混合料的高温稳定性与抗损水性能较基质沥青混合料大幅提高,基本接近SBS(Ⅰ-D)改性沥青混合料。低温抗裂性能方面表现出良好的路用性能,更适用于温差较大的地区。文章研究内容可为废胎胶粉改性沥青混合料的应用提供参考和借鉴。

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。

水性环氧-SBR乳化沥青微表处混合料路用性能研究

以水性环氧树脂(WER)和丁苯(SBR)胶乳为乳化沥青改性剂,制备水性环氧-SBR乳化沥青(WESEA),采用蒸发残留物三大指标、旋转黏度、水煮法、湿轮磨耗试验、冻融循环试验、轮辙变形试验,探究水性环氧掺量对WESEA胶结料及其微表处混合料路用性能的影响。结果表明:WESEA胶结料高温性能、黏度与黏附性均随着水性环氧掺量增加而提升;当水性环氧掺量为10%时,WESEA微表处混合料1h湿轮磨耗值、6d湿轮磨耗值分别较SBR改性乳化沥青微表处混合料降低50.2%、44.0%,宽度变形率降低了41.8%;WESEA微表处混合料的耐磨性、抗水损能力以及抗车辙性能均优于SBR改性乳化沥青微表处混合料。

废旧塑料在沥青道路工程中的应用进展

将废旧塑料应用于沥青道路工程既可以改善路用性能,又可以促进废旧资源的高效利用和环境保护。概述了废旧塑料物理及化学回收产物在沥青道路工程中的应用情况,介绍了废旧塑料对沥青及其混合料的改性机理及影响因素。通过对研究成果进行总结归纳,梳理了废旧塑料对沥青及沥青混合料高温、低温、抗老化和疲劳性能的改善作用,分析了目前存在的问题,并展望了未来沥青道路工程用废旧塑料的研究方向。

改性沥青SMA-13沥青混合料在改扩建公路施工中的应用

为研究橡胶改性沥青SMA-13沥青混合料在改扩建公路项目中的应用效果,文中以北京某高速改扩建项目为例,对改性沥青SMA-13沥青混合料进行配合比设计,并进行路用性能检测。结果发现,橡胶改性沥青SMA-13沥青路面的抗滑性能好,构造深度是规范值0.55的3倍,压实度各个随机测点均高于98%,且平整度的纵向高程标准差均小于1 mm,路面整体路用性能好。

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/橡胶粉/碳九石油树脂复合改性高黏沥青的黏附性

为了改善高黏改性沥青与集料之间的黏附性,制备了基于碳九石油树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和橡胶粉的高黏改性沥青(HVAM-2),采用滴定法测定了其与集料之间的接触角并计算出黏附功。通过冻融劈裂试验、浸水飞散试验和汉堡车辙试验进一步验证了HVAM-2混合料的黏附性。结果表明,碳九石油树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和橡胶粉三种材料在沥青中形成的网格结构能够大幅度提高沥青的黏附性,有效改善沥青与集料之间的黏接能力;相比于基质沥青,HVAM-2的黏附功提高了72.9%,且HVAM-2沥青混合料具有良好的水稳定性。

不同养生龄期下VAE改性乳化沥青冷再生混合料的路用性能

乳化沥青冷再生技术应用于道路工程时,常因养生龄期的限制和冷再生混合料自身水稳定性不足导致出现各种路面病害。以提高冷再生混合料的水稳定性为出发点,采用一种新型的改性剂醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)对乳化沥青进行改性;探究VAE改性乳化沥青冷再生混合料在较长养生期间其路用性能的变化规律,以普通乳化沥青冷再生混合料为参照,采用干湿劈裂试验、冻融劈裂试验、20℃肯塔堡飞散试验、车辙试验和-10℃弯曲试验综合分析VAE改性乳化沥青冷再生混合料的路用性能,并从微观角度分析VAE改性乳化沥青冷再生混合料性能提升的机理。试验与分析结果表明:养生3~7 d是乳化沥青冷再生混合料发育形成强度的关键阶段;无论从水稳定性、抗剥落性方面还是高低温性能方面,VAE改性乳化沥青混合料的各项性能均优于普通乳化沥青冷再生混合料,具有推广应用价值。

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。

岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料黏弹特性研究

为研究岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料的黏弹特性,采用沥青混合料性能试验机(asphalt mixture performance testing,AMPT)对不同岩沥青用量的复合改性沥青混合料在不同试验条件下的单轴动态压缩模量和相位角进行了测试,构建了动态模量主曲线,建立了动态模量预测模型。结果表明:当试验温度增大或加载频率降低时,岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料的动态模量逐渐降低;随着岩沥青掺量的增加,AC-20复合改性沥青混合料抗车辙性能提高,疲劳性能降低;测定的复合改性沥青混合料20℃动态模量接近于14000 MPa,符合高模量沥青混合料的技术要求;经测试,所构建动态模量预测模型的预测精度可达83%。

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%。

废胶粉/废塑料复合改性沥青路用性能研究

为研究废胶粉(WRP)与废塑料(低密度PE)复合改性沥青性能和最佳掺量,分别采用WRP掺量为5%、10%、15%与低密度PE掺量为2%、4%、6%复配,制备5种复合改性沥青进行常规性能测试、135℃布氏黏度测试以及离析试验,研究复合改性沥青的高低温性能及其储存稳定性。研究表明:复合改性沥青的针入度减小,软化点和黏度增大,WRP和低密度PE能有效改善基质沥青的储存稳定性和高温性能,其中WRP与低密度PE用量分别为15%和2%时,对复合改性沥青的改善效果最为可靠、配比最佳。

橡胶改性沥青混合料路用性能研究

为探究橡胶改性沥青混合料与传统沥青混合料的路用性能差异,文中选用70号基质沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青进行不同类型沥青混合料(AC13、AC16和AC20)对比分析。结果表明,橡胶改性沥青PG高低温性能相对于SBS改性沥青均提高了一个等级,SBS改性沥青PG低温等级与70号基质沥青相同,但高温等级提高了两个等级。不同级配类型沥青混合料的水稳定性和低温性能均为AC13<AC16<AC20,高温稳定性为AC20>AC16>AC13。其中,以橡胶改性沥青混合料的路用性能最佳。

掺蔗渣纤维橡胶沥青再生混合料路用性能研究

针对沥青混合料回收料、废旧轮胎胶粉、蔗渣纤维潜在的资源价值,探索多种固废协同利用具有一定的现实意义。该文通过研究蔗渣纤维的微观结构及热特性,进行掺蔗渣纤维橡胶沥青再生混合料的配合比设计、路用性能评价及试验段铺筑与观测。结果表明:蔗渣纤维具有多层纤维壁的空心管腔结构,有利于吸附混合料中的自由沥青,增强蔗渣纤维与沥青之间的黏附性;蔗渣纤维与木质素纤维热重曲线基本一致,但在热失重的第二阶段,蔗渣纤维呈现出双峰结构,木质素纤维表现为单峰形状;掺加蔗渣纤维后,橡胶沥青再生混合料动稳定度值提高了约24.6%,低温弯曲破坏应变值提高了约19.3%,浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂残留强度比分别提高了约4.7%、8.6%,铺筑的试验段使用状况良好。整体而言,蔗渣纤维对于改善橡胶沥青再生混合料的路用性能具有一定的功效,提升了混合料的抗变形能力,增强了集料的骨架效果,提高了混合料整体结构强度和韧性。

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。

高模量橡胶改性沥青及其混合料性能研究

高模量沥青及其混合料是解决沥青路面重载交通及长大陡坡路面车辙等问题的重要工程材料。采用活化橡胶颗粒制备的橡胶改性沥青具有优异的高低温性能及抗车辙性能。本文分析了克炼30#A级和克炼50#A级低标号硬质沥青、克炼70#A级沥青及橡胶改性沥青性能,并采用两种级配类型(ATB-25和SUP-20)来评价其高低温性能及水稳定性能。结果表明,橡胶改性沥青PG分级为76-28,在相同温度下,橡胶改性沥青复数剪切模量及车辙因子最大;随着温度的降低,四种沥青的蠕变劲度均显著增大,但橡胶改性沥青的增大趋势最慢,橡胶改性沥青的m值最大;两种级配类型下,橡胶改性沥青具有最大的动稳定度及弯曲劲度模量,同时有较好的水稳定性能。

高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能对比研究

为对比研究高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能,选取5种不同类型混合料级配和3种改性沥青设计出8种沥青混合料进行疲劳试验。结果表明:1)高掺量胶粉改性沥青混合料路用性能较SBS改性沥青类混合料优越;2)40%胶粉改性沥青不同级配类型混合料疲劳性能整体优于30%胶粉改性沥青混合料,且疲劳性能优势随着应变水平提高呈先增大后减小的趋势;3)相较SBS改性沥青类混合料,胶粉改性沥青混合料疲劳性能具有明显的优势;4)随着公称最大粒径增大,同一掺量胶粉改性沥青其不同级配类型混合料的疲劳性能呈下降趋势,且随着应变水平增加,疲劳寿命逐渐降低。

活化胶粉类高粘弹改性沥青超薄罩面应用技术研究

为探究活化胶粉类高粘弹改性沥青混合料在超薄罩面中的适用性,采用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等对比高粘弹改性沥青和SBS改性沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能,并依托G30线嘉峪关段铺筑试验段。结果表明,相较于SBS改性沥青混合料,高粘弹改性沥青混合料的高温性能提升约70%,水稳定性能提升约20%,低温性能提升约10%,可显著改善路面的服役状况。