SMC再生SBS沥青的流变性能和微观特性研究

【目的】探究新型温拌再生剂甲基苯乙烯共聚物(styreneic methyl copolymer,SMC)对老化苯乙烯系热塑性弹性体(styrene butadiene styrene,SBS)改性沥青的再生效果和再生机理。【方法】首先,在室内制备不同老化程度的沥青。然后,采用SMC再生剂对不同老化程度的SBS改性沥青进行再生。接着,对再生后的SBS改性沥青进行动态剪切流变和低温弯曲蠕变试验,以评价其流变性能。最后,开展红外光谱试验以揭示其作用机理,进行电镜扫描试验以验证SMC再生剂的再生效果。【结果】SMC再生剂会降低老化SBS改性沥青的车辙因子,降低老化SBS改性沥青的恢复率,同时会使老化SBS改性沥青的低温性能得到极大提升。SMC再生剂未与SBS改性沥青发生化学反应,两者仅为物理共混。同时,SMC再生剂能够弥补沥青因老化产生的裂缝。【结论】SMC再生剂对老化SBS改性沥青具有较好的修复效果,能够为沥青的再生提供一种新的途径。

废油/树脂/己二酸二辛酯复合再生剂制备及温拌剂对沥青拌合老化保护效果评价

为验证废油对老化沥青性能恢复的适用性,借助响应面法使用废油、C9石油树脂、己二酸二辛酯配制了一种复合废油再生剂。为避免再生沥青拌合过程中轻质组分的挥发及老化,研究引入温拌剂降低拌合温度进而实现对再生沥青的性能保护。同时,测定了再生剂对老化沥青的再生效果以及温拌剂的保护效应。研究发现,老化沥青低温延展性不良的缺陷得到恢复,再生沥青高温抗变形能力优于基质沥青;再生沥青经温拌后,黏性成分更多,进而低温流变表现占优。再生剂有效补充了老化沥青的芳香族化合物;温拌再生沥青小分子油分物质得到了保护,二次老化中大分子物质基团的生成得到了控制。

滨海高速公路改扩建温拌沥青混合料综合性能评价

评价不同温拌剂对沥青混合料性能影响规律,为工程应用中温拌剂的选择提供技术依据。分别选取Sasobit、Aspha-min、Evotherm 3种温拌剂制备温拌沥青混合料,基于车辙、低温弯曲、冻融劈裂、汉堡轮辙和动态模量试验,分析3种温拌剂对沥青混合料路用性能和动态模量的综合影响。研究表明,Evotherm温拌剂对混合料的降温效果最佳,Aspha-min温拌剂与Sasobit温拌剂对沥青混合料的降温效果相当;Sasobit温拌剂能够提高混合料的高温性能,Evotherm温拌剂能够提高混合料的水稳定性,Aspha-min温拌剂的水热性能较差;中温条件下添加Evotherm温拌剂混合料模量最高,高温条件下添加Sasobit温拌剂混合料模量最高;构建混合料动态模量主曲线,Sasobit和Evotherm温拌剂均能够改善混合料的高温性能,Sasobit温拌剂造成混合料低温性能降低,Evotherm和Aspha-min温拌剂对混合料的低温不产生影响。

中温温拌再生沥青性能研究

本文对中温再生沥青制备工艺以及性能进行研究,通过试验研究了制备温度、剪切时间、中温再生剂掺量对中温再生沥青性能的影响。研究结果表明,(1)制备中温再生沥青的工艺条件为:70#基质沥青加热温度为120℃,中温再生剂加热温度为80℃,中温再生剂在沥青中的剪切时间为90min;(2)中温再生剂提高了沥青的低温延展性,降低了沥青的黏度,提高了施工和易性;(3)老化沥青的针入度随着中温再生剂掺量的增加而增加,软化点随着中温再生剂掺量的增加而降低,对于70#基质沥青而言,中温再生剂的最佳掺量为沥青质量的4%。

温拌剂对含RAP沥青混合料力学性能的影响

为评价含RAP(Recycled Asphalt Pavement,铣刨料)的温拌沥青混合料高温和低温下力学性能并优选适用于含RAP混合料的温拌剂,初选Sasobit、Aspha-min、RH和Evotherm四种温拌剂,通过劲度模量试验、动态蠕变试验和半圆弯曲试验,分别得到劲度模量、加载次数和不同抗裂指标,分别评价混合料抗永久变形性能、高温力学性能和低温抗裂性能。结果表明:RAP使混合料劲度模量、加载次数、最大荷载、断裂能和应变能增加,但柔性指数和抗裂指数降低。温拌剂对混合料不同性能的影响受温拌剂类型影响较大。同时掺加RAP和温拌剂的混合料中,劲度模量最大的对应Sasobit,其次为Evotherm和RH;加载次数最大的对应RH,其次为Evotherm;采用均一化评价方法,抗裂性能最佳的对应Evotherm。综合各项性能,在混合料中添加RAP后宜优选Evotherm温拌剂,对应混合料兼具良好的抗永久变形性能和抗裂性能。

温拌剂对橡胶改性沥青路用性能的影响

温拌沥青混合料与橡胶改性沥青混合料在国内的应用发展十分迅速,两项技术结合可以在路用性能、施工性能方面实现优势互补,并具有节能减排、绿色环保的优势。为探讨温拌剂对橡胶改性沥青路用性能的影响,以60目废旧轮胎胶粉、盘锦90#沥青、国产LKW-Ⅱ型温拌剂制备改性沥青,通过室内试验,分析研究温拌剂对橡胶改性沥青及其混合料性能的影响。确认温拌剂能够降低橡胶改性沥青的温度敏感性、改善橡胶改性沥青的低温流变性及其使用耐久性,并有效提升橡胶改性沥青混合料的高低温稳定性。

自制温拌剂对硬质沥青性能影响研究

硬质沥青的使用对于提高沥青混合料的劲度模量,改善路面抗车辙能力,提升道路耐久性大有裨益。但硬质沥青内部存在硬质组分含量高,胶结料体系黏度大的特点,使其在应用中存在施工温度高、污染物排放大、不利于道路领域节能减排的缺陷。研究将自制有机降黏型温拌剂以不同掺量加入硬质沥青中制备出温拌硬质沥青,然后对自制温拌剂加入前后硬质沥青的主要技术指标、表观黏度、微观形貌变化及沥青混合料性能进行系统研究。研究成果对于拓展硬质沥青在我国道路工程领域的低碳化应用具有参考意义。

有机温拌剂对高黏沥青混合料性能的影响分析

通过分析掺有机温拌剂后高黏沥青混合料的力学性能、路用性能、施工性能变化,得出黏结力和最大弯拉应变可作为有机温拌剂掺量的控制指标,有机温拌剂能改善高黏沥青混合料施工温度高、拌合难度大的问题。对材料综合性能分析,认为掺有机温拌剂后混合料的高温和抗压性能进一步提高,可应用于温差变化小、重载交通等道路的中下面层。

基于MSCR试验的温拌阻燃沥青高温性能评价与分级

本研究利用70号道路石油沥青和SBS改性沥青,将温拌剂(Sasobit)、氢氧化铝(ATH)和有机蒙脱土(OMMT)与沥青复配,制备成三种不同阻燃剂掺量(质量分数)的温拌阻燃沥青,采用多应力蠕变恢复(MSCR)试验开展对温拌阻燃沥青高温性能的评价。分别对温拌阻燃沥青在60℃下的应变变化、蠕变恢复率(R)、不可恢复蠕变柔量(J_(nr))及其相应应力敏感性指标(R_(diff)、J_(nrdiff))进行分析,并依据AASHTO M 332-20标准对不同阻燃剂掺量的温拌阻燃沥青进行交通分级。结果表明:随着阻燃剂掺量的提高,两种类型沥青的应变值减小,J_(nr)值呈减小趋势,R值呈增大趋势;阻燃剂掺量较低时,提高其掺量对沥青结合料的高温性能改善效果更加明显;温拌阻燃沥青(道路石油沥青)的J_(nr3.2)值不满足AASHTO标准中“≤4.5”的要求。温拌阻燃沥青的J_(nrdiff)值均能满足AASHTO标准中“≤75%”的要求。温拌阻燃沥青(道路石油沥青)未达到标准交通要求而无法分级,温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)在4%阻燃剂掺量下达到特重交通的标准,在8%、12%掺量下达到极重交通的标准,因此温拌阻燃沥青(SBS改性沥青)的高温性能更好。基于对温拌阻燃沥青蠕变力学指标、高温交通分级和经济性的综合考虑,推荐复配阻燃剂(ATH、OMMT的质量比为3∶1)的最佳掺量为8%。

道路沥青挥发性有机化合物减排材料的研究进展

沥青路面施工时,由于沥青自身复杂有机物的特点,受热会导致沥青挥发性有机化合物(Volatile organic compounds,VOCs)释放加剧。沥青VOCs的挥发,不仅对环境造成不可逆的危害,也对施工人员的健康构成威胁。道路建筑领域的研究者基于沥青VOCs的释放机理,开展了各类减排技术和减排材料研究,但是由于减排方法和减排效果量化标准的差异,尚未有研究对沥青VOCs减排材料进行系统归纳和全面分析。本文概括了当前国内外沥青VOCs减排研究现状,总结了减排技术的发展历程及以抑制剂、温拌剂和阻燃剂为主的各类减排材料的沥青VOCs减排机理。同时,综合评述了不同减排材料的减排效果,归纳了沥青VOCs高效减排技术的改进趋势和发展沥青VOCs新型减排材料的研究方向,以期实现沥青绿色低排放施工。最后,围绕沥青VOCs减排的环保主题,对未来沥青VOCs全生命周期排放机制和高效复合减排材料的可行性研发提出了展望,以支撑当前社会发展对绿色交通的迫切需求。

新型自制温拌再生剂对老化沥青的再生效果研究

为实现公路老化沥青的高效回收利用,研制了一种新型自制温拌再生剂(WR),通过对温拌再生沥青进行常规物理性能和MSCR试验,并与两种工业再生剂进行对比分析,探究WR的最佳配比、再生效果及最优掺量;通过FTIR和SEM分析探究WR对老化沥青的再生机理。结果表明,WR成分质量分数的最佳比例为:原油:表面活性剂:增塑剂:抗老化剂=80.0:9.5:8.0:2.5;WR比工业再生剂具有更加优异的再生性能,但WR含量过高会增加成本和降低再生沥青的耐车辙性能,WR的最优含量为7%。FTIR和SEM测试结果表明,WR能通过物理作用显著地补充老化沥青中的挥发成分,使再生沥青组分比例和微观结构恢复至原沥青相似水平。上述研究成果能为老化沥青的经济再生提供更加合理的途径。

基于RAP全掺量下再生温拌沥青混合料路用性能研究

为实现资源的循环利用,降低高温作用对沥青的二次老化,引入N24型再生剂、A型合成蜡类温拌剂对RAP全掺量下再生温拌AC-16C沥青混合料展开研究.通过RAP原材料试验,确定RAP的矿料级配及油石比.在再生剂、温拌剂及再生温拌沥青等原材料研究的基础上制备再生温拌沥青,评价不同再生剂掺量下再生温拌沥青性能的改善情况,同时确定再生剂掺量为4%、温拌剂掺量为3%时沥青混合料的施工温度.通过对再生温拌沥青混合料开展高温抗车辙、抗水损害及低温抗开裂等试验,评价再生剂掺量对再生温拌沥青混合料路用性能的影响.结果表明,RAP中的粗集料发生了细化,但整体矿料级配与原矿料目标级配相当,无需对RAP进行级配调整;再生剂掺量为4%时,再生沥青性可能恢复到原道路石油沥青水平;3%温拌剂的掺入,沥青混合料拌和及压实成型温度分别降低30、40℃;再生剂掺量为4%时,再生温拌沥青混合料整体路用性能最优.

温拌阻燃沥青混合料在隧道路面中的应用研究

温拌阻燃沥青混合料在隧道路面中的应用研究,有助于降低隧道路面火灾危害。通过对原材料相应技术性质进行测试后,对温拌阻燃沥青混合料进行级配设计,确定最佳油石比,并对温拌阻燃沥青混合料进行车辙试验,检验混合料高温性能,小梁弯曲试验检验混合料低温性能。试验结果得出其最佳沥青用量为4.6%,温拌阻燃沥青混合料动稳定度略小于普通基质沥青混合料动稳定度,但仍满足道路施工规范。温拌阻燃沥青混合料实际抗弯拉强度和弯曲劲度模量均低于普通沥青混合,同时也降低了部分最大弯拉应变,但两者变化较小,仍然满足材料低温性能。

温拌阻燃沥青混合料的路用性能研究

为了降低隧道路面发生火灾时带来的危害,减小火灾对公路隧道的影响,通过改变温拌剂的掺量及沥青类型制备不同种类的温拌阻燃沥青混合料,并研究其路用性能(高温性能、低温性能、水稳定性)和阻燃性能。结果表明,对比普通沥青混合料的动稳定度发现,温拌阻燃沥青混合料的动稳定度(DS)提升了18.7%,高温抗变形能力得到了明显的改善,弯拉应变有所提高,低温性能较好;而且温拌阻燃沥青混合料的残留稳定度(MS)和冻融劈裂强度比(DSR)均得到了一定幅度的提升,其中残留稳定度提升了约3.49%,冻融劈裂强度比提升了约3.26%,可有效提高混合料的路用性能。温拌阻燃沥青混合料各项指标均满足规范要求,可应用于隧道路面,并具有良好的应用效果。

温拌再生SBS改性沥青及其混合料性能研究

为了研究温拌技术对再生SBS改性沥青及其混合料性能的影响,通过车辙试验、弯曲梁破坏试验等对其各项性能进行了探究。研究结果表明:温拌剂Evotherm的加入对SBS改性沥青的针入度、延度、软化点几乎没有影响,且与再生剂兼容性良好;温拌剂的掺入提高了再生SBS改性沥青与集料之间的黏附性以及本身的抗老化性能;相较于热拌技术而言,温拌再生SBS改性沥青混合料低温抗裂性以及水稳定性更优,高温性能略差,但仍满足路面使用的性能要求。

LT-W1温拌胶粉改性沥青混合料路用性能研究

为研究LT-W1型温拌剂对胶粉改性沥青混合料施工温度的影响,对不同温拌剂掺量(2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%)的胶粉改性沥青混合料在不同温度下进行拌和和击实,结果表明,与原样胶粉改性沥青混合料相比,经过温拌后,拌和温度降低约30℃~35℃,击实温度降低约25℃~30℃。通过对LT-W1型温拌剂掺量为3.5%的温拌胶粉改性沥青混合料和原样胶粉改性沥青混合料进行车辙试验、低温小梁弯曲试验及冻融劈裂试验研究发现,LT-W1型温拌剂的加入提高了胶粉改性沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性,水稳定性略有改善。

温拌剂对脱硫胶粉改性沥青流变性能和微观结构的影响

通过动态流变剪切试验、低温弯曲梁试验、原子力显微镜和傅里叶变换红外光谱研究了两种温拌剂Sasobit和XP 32157对脱硫胶粉改性沥青(DRA)的流变性能、高低温性能、表面粗糙度及微观结构的影响,并与未添加温拌剂的DRA进行了对比。结果表明,两种温拌剂均可有效改善DRA的流变性能和高温稳定性,Sasobit的效果更好,XP 32157能够提高DRA的延度和针入度;在低温性能方面,XP32157的改善效果不佳,Sasobit则起反作用。两种温拌剂的加入均能降低DRA的表面粗糙度,其改善了胶粉与沥青的相容效果,且Sasobit的作用更明显。温拌剂对于DRA的作用主要为物理改性。

不同温拌剂对高黏沥青流变及微观特性影响研究

高黏沥青已在我国取得广泛应用,向高黏沥青中添加温拌剂可改善其施工和易性,但目前系统性分析不同温拌剂对高黏沥青流变性能和微观特性影响的研究较少。本工作先用布氏黏温曲线确定不同温拌剂(ACMP、Sasobit、WCO、Evotherm)对高黏沥青降黏效果相同时对应的掺量,并利用红外光谱试验从分子层面分析不同温拌剂对高黏沥青微观特性的影响,再利用温度扫描、蠕变试验、线性振幅扫描试验(LAS)研究不同温拌剂对高黏沥青流变性能的影响。研究结果表明:Sasobit为蜡质温拌剂,在温度低于熔点时以晶体状态存在,使得高黏沥青的高温性能和蠕变恢复性能得到提升,但低温性能和抗疲劳性能下降。温拌剂Evotherm为季铵盐表面活性剂,加入其可改变沥青质分子间的表面张力,不利于高黏沥青的高温性能和抗疲劳性能。温拌剂ACMP、WCO具有润滑作用,加入它们可提高高黏沥青的抗疲劳性能。综合不同温拌剂对高黏沥青物理性能、流变性能及微观特性影响分析,推荐采用ACMP温拌剂。

温拌剂对沥青流变学特性的影响及其作用机理

为了研究温拌剂对SBS沥青流变性能的影响及其作用机理,首先,通过DSR试验对掺加不同量(1%、3%、5%)温拌剂的SBS沥青的高温流变性能进行了研究,通过频率扫描,构造了沥青主要流变参数主曲线,并分析了不同温度和频率条件下各改性沥青的流变性能,基于频率扫描结果,分析了温拌剂对SBS沥青内部相态变化的影响;通过温度扫描研究了温拌沥青的感温性能。其次,通过MSCR试验研究了SBS沥青和温拌沥青的弹性恢复能力。最后,通过FTIR试验和AFM试验研究了温拌剂对SBS沥青内部化学结构和表面微观形貌的影响。研究结果表明,温拌剂通过增加高温低频区域的弹性模量改善了SBS沥青的高温抗变形能力,降低了感温性能,并显著提高了弹性恢复能力;此外,温拌剂的掺入增加了SBS沥青中轻质组分的含量,提升了微观结构的稳定性和均匀性,使SBS沥青逐渐向单相体系发展。

路用生物沥青研究现状分析

生物沥青是生物质先经液化作用生成生物油,然后生物油重组分再与基质沥青剪切搅拌得到的新型沥青材料。生物沥青主要用于提升沥青的路用性能、老化沥青的再生、温拌作用及其他用途。总结了生物质主要液化工艺及生物沥青的生产方法,对生物沥青的应用进行阐述,并提出了未来生物沥青研究需要解决的问题,旨在实现生物质资源的优化配置,为生物沥青的生产和应用提供参考和借鉴。