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。

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。

胶粉改性沥青混合料目标配合比设计研究

依托北京新机场至德州高速公路,对表面层胶粉改性沥青ARHM-13(W)配合比进行了设计,并通过性能试验验证了各项性能指标,各项指标均满足标准和规范要求。

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。

降黏型SBS改性沥青在国道大中修工程中的应用

以废轮胎粉提取的芳烃油为降黏调和剂,与成品SBS改性沥青共混得到降黏型沥青胶结料,将此种胶结料应用于G111国道通辽段2019年度的大中修工程中,取得了较好的施工效果,为内蒙古东北部地区缓解因施工期短、大中修工程量大给国道大中修工程带来的困难提供了良好的经验,同时,也为继续优化SMC常温拌和剂配方提供了工程经验支撑。

废轮胎胶粉热解粗芳烃油对沥青胶结料性能的影响研究

SMC温拌剂应用越来越广泛,其主要组分甲基苯乙烯类嵌段共聚物熔剂是橡胶和塑料塑化剂的主要成分,即“芳烃油”。以从废旧橡胶中提取的粗芳烃油为研究对象,通过室内掺量条件试验,研究了由废轮胎胶粉热解制备的粗芳烃油对沥青胶结料高温性能、均匀性和胶体结构的影响,为进一步优化SMC温拌剂配方提供了试验参考和借鉴。研究结果表明:粗芳烃油对SBS改性沥青存在较好的降黏和增容作用,且不显著影响SBS改性沥青的使用性能,具备直接使用的可行性。

新型胶粉改性沥青降黏剂的研究

对一种自制降黏剂进行化学结构和热力学性能表征,并将试验结果与进口降黏剂Sasobit的相关参数进行对比,确定其可以用作沥青降黏剂。然后将该蜡样降黏剂加入到胶粉改性沥青体系中,通过微观表征与宏观测试相结合的方法,考察其不同添加量对沥青黏度及其他性能指标的影响,最后确定其可用性及最佳掺量,并就改性机理作出解释。结果表明：自制降黏剂为两种物质的混合物,主要成分为脂肪醇,而其分子量呈多分散分布。其熔点高,可以对沥青起到高温降粘的作用,同时可改善沥青的其他性能,其最适添加量为2%-3%。

基于GTM法的温拌胶粉改性沥青混合料设计研究

采用GTM(旋转试验机)法,以试件体积参数相等为判据,综合确定Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料的适宜成型温度和拌和温度.采用两阶段设计法,基于双参数体系,以热拌胶粉改性沥青混合料配比设计数据为基础,对Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料沥青用量和试验温度进行设计,从材料组成和体积参数两方面来双重保证其路用性能.然后,对所设计的Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料进行路用性能试验并与对应的热拌胶粉改性沥青混合料对比分析.结果表明:与马歇尔法相比,GTM法可以降低Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料的适宜成型温度;GTM法所设计的Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料的高、低温性能及抗水损害性能均优于热拌胶粉改性沥青混合料,而且,其抗压回弹模量与热拌胶粉改性沥青混合料基本相当,不影响路面结构设计.

基于流变学与黏弹性理论的温拌胶粉改性沥青的高温性能研究

基于流变学与黏弹性理论,对不同温拌剂及温拌剂掺量的温拌胶粉(WCR)改性沥青与胶粉(CR)改性沥青进行高温动态剪切流变试验(DSR)与重复荷载恢复试验(RCRB),并对WCR改性沥青的高温性能进行评价。结果表明:两种温拌剂的加入都可以提高沥青的高温性能,沥青的复数剪切模量G*变大,相位角δ减小,改进的车辙因子G*/(sinδ)9增大;且随每种温拌剂掺量的增加,表面活性剂(SDYK)型WCR改性沥青的高温抗变形能力呈先增大后减小的趋势,降粘剂(EM)型WCR改性沥青的高温抗变形能力呈逐渐减小的趋势。在相同温度和应力水平下,两种温拌剂的加入均会提高沥青的黏性部分Gv值,且SDYK型WCR改性沥青的Gv值在SDYK掺量为0.6%(质量分数,下同)时出现峰值,EM型WCR改性沥青的Gv值在EM掺量为1%时达到峰值;0.6%SDYK掺量与1%EM掺量的WCR改性沥青的高温性能均较好。对比相同温度和应力水平下,0.6%SDYK掺量的WCR改性沥青的残余应变与初始应变比值(ε1/ε2)最小,具有最佳的变形恢复能力。通过层次分析法(AHP)对评价沥青高温性能指标的ε1/ε2、Gv、Z(黏弹指标)进行对比分析发现,Z具有最大的权重,推荐使用黏弹指标Z来评价WCR改性沥青高温性能。

Evotherm温拌SBR改性沥青高温性能研究

为了改善温拌沥青混合料的高温性能,在基质沥青中掺入温拌剂和丁苯橡胶(SBR)乳液,并对掺入前后的几种沥青分别进行针入度、软化点、延度3大指标对比试验;然后根据表观粘度试验结果,从分子运动的微观角度分析了温拌剂和SBR乳液对沥青粘度的影响,揭示了沥青的改性机理;同时对温拌改性沥青混合料、温拌沥青混合料、热拌改性沥青混合料和普通热沥青混合料进行车辙试验。结果表明,温拌剂使施工温度降低;温拌SBR乳液改性沥青的流动活化能最大,其沥青混合料的动稳定度提高明显;温拌SBR改性沥青混合料具有优良的高温性能。

温拌胶粉改性沥青-集料粘附性及其体系水稳定性分析

通过接触角测量、原子力显微镜(AFM)等试验,从宏观、微观角度分析了老化前后胶粉(CR)、EM型温拌胶粉(CR-EM)及SDYK型温拌胶粉(CR-SDYK)改性沥青-集料粘附性的变化规律,同时采用剥落功模型探究该体系水稳定性,并通过改进水煮法实验对其结果的可靠性进行了验证。结果表明:沥青-集料体系的粘附性及水稳定性均表现为CR-SDYK>CR-EM>CR,且石灰岩与沥青的粘附性较优;分析发现老化前后三种沥青的微观表面能、粘附功分别与宏观表面能、粘附功呈较强的相关性,表明材料的微观性能影响其宏观性能,且AFM-QNM测试方法对评价沥青-集料的粘附性具有一定的准确性、稳定性;通过层次分析法(AHP)对评价沥青-集料体系水稳定性的三个指标进行对比,发现指标ER_(2)具有最大权重0.3779,推荐使用指标ER_(2)表征其抗水损害能力,并利用改进水煮法实验验证了AHP法的可靠性。

温拌胶粉改性沥青的流变和微观性能评价

以EM型降黏剂、SDYK型表面活性剂为温拌剂制备温拌胶粉改性沥青.通过动态剪切流变仪(DSR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM)对胶粉改性沥青(CR)、EM型温拌胶粉改性沥青(CR-EM)和SDYK型温拌胶粉改性沥青(CR-SDYK)的性能进行测试,研究2种温拌剂对沥青流变性能的影响,并探究其微观力学性能和宏观流变性能之间的关系.结果表明:CR-EM和CR-SDYK的抗变形能力均优于CR;温拌剂对胶粉改性沥青以物理改性为主;2种温拌剂的掺入使沥青微观均方根粗糙度Rq减小、微观杨氏模量增大;利用统计分析软件对3种沥青的微观力学指标(微观杨氏模量)与宏观流变性能(改进车辙因子G*/sin9δ)进行相关性分析,两者具有良好的相关性.

LKW-Ⅱ温拌剂对橡胶/SBS复合改性沥青流变性能的影响

为研究LKW-Ⅱ温拌对橡胶粉/SBS改性沥青流变性能的影响,通过傅里叶红外光谱(FTIR)实验、动态剪切流变(DSR)试验、多应力重复蠕变恢复(MSCR)实验以及低温弯曲梁流变(BBR)实验,分析LKW-Ⅱ温拌剂对其流变性能的影响。实验结果表明:LKW-Ⅱ温拌剂能够有效控制高温条件下流变性能,当掺量为0.1%时,改善效果最好,实验中其余掺量改善性能较为接近;掺加温拌剂后改性沥青的弹性恢复能力更好,在12.8 kPa应力下,0.1%LKW-Ⅱ掺量不会出现结构损伤,且对应力敏感性最小;LKW-Ⅱ温拌剂能够改善低温条件下流变性能,相同温度下0.3%LKW-Ⅱ掺量内部产生应力最小,应力松弛能力最好。LKW-Ⅱ温拌剂掺量少,能够有效控制高温流变和改善低温流变性能。

热氧老化作用下温拌胶粉改性沥青微观特性研究

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM),分析了热氧老化前后,添加温拌剂EM、SDYK的胶粉改性沥青化学成分及其变化规律,计算了表征沥青老化程度的各官能团指数,以及老化前后胶粉改性沥青的黏附力、DMT模量和纳米级力学特性的变化规律.结果表明:添加温拌剂EM和SDYK的胶粉改性沥青内部未发生明显的化学变化,只是相似者相容,改变了沥青各组分的含量;热氧老化导致胶粉改性沥青发生了氧化与缩合反应以及分子间的断裂与重组,改变了沥青的化学成分与纳米级力学特性;经过热氧老化后,添加温拌剂SDYK的胶粉改性沥青官能团指数和DMT模量增幅均最小,黏附力降幅最小,说明其抗老化能力优于添加温拌剂EM和未添加温拌剂的胶粉改性沥青.

胶粉细度及掺量对温拌改性沥青流变性能影响分析

为改善沥青的路用性能和发展绿色环保型路面材料,制备温拌胶粉改性沥青,应用动态剪切流变试验(DSR)和低温弯曲梁流变试验(BBR),全面系统研究胶粉细度及掺量对温拌改性沥青的高温流变性能和低温流变性能的影响规律。试验结果表明:温拌改性沥青的高温稳定性能随着胶粉细度的减小和胶粉掺量的增加而逐渐提高;沥青的低温流变性能随着胶粉细度的增大和胶粉掺量的增加而不断改善。

表面活性剂对温拌胶粉改性沥青高低温性能的影响

为了研究表面活性剂(SYDK)对胶粉改性沥青(CR)高低温流变性能的影响,对添加不同SYDK掺量(0.4%,0.6%,0.8%)的60目胶粉改性沥青和混合目胶粉改性沥青进行动态剪切流变实验(DSR)和小梁弯曲蠕变劲度实验(BBR)。结果表明:SYDK的添加改善了胶粉改性沥青的高温性能,对混合目胶粉改性沥青高温性能的改善更显著,且SYDK掺量为0.6%的混合目胶粉改性沥青高温性能最佳。添加SYDK后,60目胶粉改性沥青应力松弛能力有所提高,低温性能有所改善,而混合目胶粉改性沥青的低温抗裂性变差,其中0.6%的SYDK掺量对其低温性能影响最小。综合考虑高低温性能指标,建议表面活性剂SYDK掺量选择0.6%。

胶粉改性沥青配比及性能试验研究

以山东滨州70号A级道路石油沥青作为基质沥青,对不同掺量的废旧轮胎橡胶粉改性沥青的常规性能和SHRP指标进行了试验研究.试验结果表明,随着胶粉掺量的增加,改性沥青的高温性能、低温性能和感温性能以及抗老化能力和抗变形能力均得到了提高.据此,推荐了改性沥青性价比优良的胶粉适宜掺量为15%左右,从而为胶粉改性沥青的应用提供参考.

疲劳荷载下冻融循环对CR-WMA开裂特性的影响

以温拌胶粉改性沥青混合料(CR-WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(CR-HMA)为研究对象,对经盐冻融循环和水冻融循环作用下的半圆试件进行三点弯曲重复加载试验,同时利用数字图像(DIC)相关技术对其开裂特性进行研究.结果表明:采用开裂位置附近点的水平应变(EXX)和以全场水平应变定义的损伤变量均可反映CR-WMA和CR-HMA在疲劳荷载作用下的抗开裂性能;CR-WMA和CR-HMA的抗疲劳开裂性能随着盐冻融循环和水冻融循环作用次数的增加而降低,且盐冻融作用对其影响大于水冻融作用;无论盐冻融还是水冻融作用,CR-WMA的抗疲劳开裂性能均优于CR-HMA.

SBS和SBR改性沥青对温再生沥青混合料性能的影响

为了提高温再生沥青混合料性能,针对废旧基质沥青温再生后加入不同掺量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)和丁苯橡胶(SBR)改性沥青进行再生研究,采用单轴贯入强度试验、弯曲蠕变试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验,分析其高/低温性能、水稳定性以及疲劳性能。结果表明:SBS、SBR改性沥青的加入使温再生混合料各项性能均有较好的提升;SBS掺量为5%时,混合料高温性能最好;SBR掺量为4%时,混合料低温性能最好;SBS掺量为5%时,混合料水稳定性能最好;在改性剂掺量为3%~5%的过程中,相较于基质沥青混合料疲劳性能,5%掺量的SBS改性沥青提高幅度最为显著;综合考虑各项性能建议选用改性剂掺量为5%的SBS改性沥青。

温拌胶粉改性沥青高温性能研究

为系统研究胶粉细度、胶粉掺量以及拌合温度对温拌胶粉改性沥青高温性能的影响效果及规律,通过采用流变学原理,以胶粉细度、胶粉掺量、温拌剂掺量设计三因素三水平正交试验,进行动态剪切流变试验(DSR),以车辙因子为评价指标,确定温拌胶粉改性沥青的高温性能影响规律。结果表明:胶粉掺量是最主要影响因素,依次是胶粉细度和温拌剂掺量;胶粉改性沥青的高温性能随胶粉细度的增大而降低,随胶粉掺量和温拌剂掺量的增大而升高,当胶粉掺量达到17.5%,温拌剂掺量达到3%时,温拌胶粉改性沥青的高温性能提高效果已不明显。