Asphaltan A~温拌剂对橡胶沥青微观特性的影响研究

对基质沥青、橡胶沥青以及添加Asphahan A温拌橡胶沥青进行四组分试验和差热试验（DSC）分析，通过微观尺度研究温拌橡胶沥青的改性机理，试验结果表明，Asphahan A加入橡胶沥青之后，对橡胶沥青化学组分的影响主要体现在它使得橡胶沥青中饱和分含量的增加，沥青质含量的减少；由差热试验分析可知，Asphaltan A与橡胶沥青并没有发生复杂化学反应，它的加入引起了橡胶沥青中各组分吸热峰的改变，主要是对吸热峰的面积的改变，且与组分试验能相互对照。

不同制备工艺的温拌橡胶沥青性能

为了研究不同制备工艺的温拌橡胶沥青性能差异,分析温拌橡胶最佳的制备工艺,分别制备了3种不同制备工艺的温拌橡胶沥青,包括:先制备橡胶沥青,再与温拌剂混合;先混合温拌剂与橡胶颗粒,再制备温拌橡胶沥青;制备橡胶沥青过程中加入温拌剂。通过开展不同制备工艺的温拌橡胶沥青针入度试验、软化点试验、流变试验与红外光谱试验,分析不同制备工艺的温拌橡胶沥青针入度、软化点、车辙因子、相位角、疲劳因子、劲度模量与化学组成的指标差异,研究温拌剂以及不同制备工艺对橡胶沥青性能的影响。同时,采用不同制备工艺的温拌橡胶沥青进行沥青混合料试件成型,研究适宜的击实温度及路用性能,包括高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性。结果表明:温拌剂的掺入将导致橡胶沥青针入度增大,软化点减小,抗车辙性能下降,但不会对橡胶沥青的低温抗裂性与抗疲劳性能产生影响;温拌剂可有效降低混合料的击实温度,不会对橡胶沥青混合料的低温抗裂性与水稳定性产生影响,但其将导致混合料的抗车辙性能下降;提前混合温拌剂与橡胶颗粒的制备工艺可以增加橡胶颗粒与沥青的溶合效应,将温拌剂对橡胶沥青抗车辙性能的影响减少到最低,同时可以降低橡胶沥青与橡胶沥青混合料的生产温度,在3种不同制备工艺中具有明显的优势。

短期老化对温拌橡胶沥青路用性能的影响

为了研究短期老化对温拌橡胶沥青路用性能的影响,首先利用质量损失实验对其老化前后组成成分的质量变化进行初步的评估与分析;采用针入度、软化点、动态剪切流变实验对旋转薄膜烘箱短期老化前后橡胶沥青材料路用性能的差异性进行比较,同时借助凝胶渗透色谱对作用机制进行分析与验证。研究表明:虽然老化前后橡胶沥青的路用性能稍微减弱,但改性作用仍然在可接受范围内,且均比普通基质沥青高出很多;虽然液态降黏减阻剂本身平均分子质量较小,在短期老化过程中容易蒸发,但这种作用保护了基质沥青当中的轻质组分,有效地减缓了老化进程,温拌橡胶沥青较普通橡胶沥青和基质沥青具有更好的抗老化性能。

基于分层剥离试验的温拌橡胶沥青改性机理研究

为探究温拌橡胶沥青(WAR)的性能影响机理,选取70#基质沥青、2种温拌剂和2种粒径的胶粉,制备了2种橡胶沥青(AR)和4种温拌橡胶沥青。通过固液相分离得到制备沥青样品的液态组分和不溶胶粉,创新性地利用分层剥离法对不溶胶粉混溶区成分进行逐层提取,通过试验研究建立胶粉吸附偏好特性与橡胶沥青高、中温流变性能间的联系,明确温拌橡胶沥青的改性机理。试验结果表明:橡胶沥青高温抗车辙性能和低温抗开裂性能的提升得益于不溶胶粉在沥青中产生的颗粒效应和可溶胶粉成分发挥的改性作用;橡胶沥青中温耐久性能的提高和黏度的增大主要归因于不溶胶粉中产生的颗粒效应;不同类型温拌剂对橡胶沥青流变性能的影响有所区别。有机类温拌剂的加入在提升橡胶沥青的高温抗车辙性能和中温耐久性能方面更为显著;化学类温拌剂的加入则在提升橡胶沥青的低温抗开裂性能方面更为有效;橡胶沥青液态组分中具有较小的相对分子质量的轻质成分更容易被胶粉吸附至其混溶区中;有机类温拌剂对胶粉的吸附偏好性几乎没有明显影响,而化学类温拌剂的加入不仅减少了液态组分中较大相对分子质量成分的比例,还削弱了胶粉的吸附偏好性;胶粉的吸附偏好性有利于提高橡胶沥青的高温性能和耐久性能。

温拌橡胶沥青玛蹄脂混合料设计及施工技术研究

为提高沥青路面的施工质量和施工性能,论文对温拌橡胶沥青SMA混合料进行研究,结合车辙试验、冻融劈裂试验和小梁弯曲试验评价混合料的路用性能。试验结果:当采用最佳油石比6.3%时,温拌橡胶沥青SMA混合料动稳定度为8305次/mm,冻融劈裂强度比92.2%,弯拉强度为10.4 MPa,劲度模量为3227 MPa,具有较好的应用效果。

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。

温拌橡胶沥青混合料高低温性能研究

为评价温拌橡胶沥青混合料的高低温性能,选择Sasobit和Rediset两种温拌剂制备温拌橡胶沥青及橡胶沥青混合料,通过旋转黏度试验和肯塔堡飞散试验评价两种温拌剂的温拌效果,通过动态剪切流变试验和汉堡车辙试验评价温拌橡胶沥青及混合料的高温性能,通过间接拉伸试验和半圆弯曲试验评价温拌橡胶沥青混合料的低温抗裂性能。结果表明:含Sasobit混合料具有更好的抗车辙性能和高温稳定性能,含Rediset混合料的温拌效果更好,且具有更好的低温抗裂性能。

温度对温拌橡胶沥青混合料体积参数的影响

通过室内试验研究了拌和与成型温度对添加温拌剂的不同级配橡胶沥青混合料体积参数的影响.设计了3种填隙方式的热拌橡胶沥青混合料,对添加DAT-H5温拌剂、采用不同拌和及成型温度的混合料体积参数进行了对比分析,并利用车辙与冻融劈裂试验验证了温拌剂的有效降温幅度.结果表明:油石比对温拌橡胶沥青混合料的技术可行性影响显著;拌和温度对温拌剂降低橡胶沥青混合料所需成型温度的作用影响较为明显;以空隙率为指标,温拌橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料拌和与成型温度较热拌橡胶沥青混合料可降低约30℃,高温稳定性良好,但水稳定性有所下降.

有机降粘剂温拌橡胶沥青的制作工序研究

制备了符合技术要求的橡胶沥青,并对其开展了有机降粘温拌剂不同温度下的添加工序试验,最后进行了温拌橡胶沥青混合料出料的温度确定与路用性能分析。结果表明:有机降粘剂在橡胶沥青制作前添不仅能使混合料施工粘度更低,而且降低了有机降粘温拌剂对橡胶沥青性能的影响,使温拌橡胶沥青柔性与低温性能提高,并可有效降低橡胶沥青的制作温度至少20℃;有机降粘剂可降低混合料出料温度至少20℃,同时大大增强橡胶沥青混合料的高温性能,混合料低温性能有一定下降但都满足技术要求,Sasobit对橡胶沥青混合料水稳定性影响不大。

基于AFM技术的温拌橡胶改性沥青水稳定性研究

为明确不同温拌添加剂对橡胶改性沥青抗水损害性能的影响机制,通过原子力显微镜(AFM)力谱试验,分别测定了浸水前后不同温拌橡胶沥青的粘聚力和粘附力,并在此基础上分析了温拌橡胶沥青的水损伤特性。结果表明:未浸水条件下,添加Sasobit温拌剂后橡胶沥青的粘聚、粘附性能显著降低;浸水条件下,Advera、Evotherm能有效提高橡胶沥青的抗粘聚破坏能力,而Advera、Evotherm和Sasobit三种温拌剂均能改善橡胶沥青在水浸泡后的粘附性能;橡胶沥青中掺加温拌剂能有效降低其在浸水过程中的粘聚性能和粘附性能损伤。

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%。

温拌工艺对胶粉沥青混合料路用性能影响

针对温拌工艺对胶粉沥青混合料路用性能的影响作用,通过采用综合技术指标对比试验方法,系统研究了温拌剂掺量及手半和温度对胶粉沥青混合料空隙率和路用性能的影响规律,结果表明:掺加Sasobit可显著降低胶粉沥青混合料的拌和温度,并在一定程度上提高其密实度及路用性能。

温拌橡胶沥青的老化特征与红外光谱分析

为了研究温拌橡胶沥青的老化特征与规律,从宏观性能指标和红外光谱分析两方面分别对Evotherm DAT和Sasobit温拌橡胶沥青的模拟老化过程进行了研究,并与原样橡胶沥青做对比。结果表明:Evotherm DAT温拌橡胶沥青在163℃的老化趋势与原样橡胶沥青没有明显不同,Sasobit温拌橡胶沥青结合料在各段老化段的低温劲度和抗疲劳性较原样橡胶沥青和DAT温拌橡胶沥青差,在高温稳定性、降黏效果上明显优于原样橡胶沥青和DAT温拌橡胶沥青;在红外光谱分析中,Sasobit温拌橡胶沥青较原样橡胶沥青耐老化,而Evotherm DAT温拌橡胶沥青的老化不宜用红外光谱测定分析。

Evotherm温拌剂对橡胶沥青老化性能的影响研究

橡胶沥青具有高粘度的特点,而温拌剂改善了沥青混合料的施工和易性,实则是降低了沥青混合料的同温度粘度。关于温拌剂的加入是否会对橡胶沥青的老化性能产生影响,目前研究较少。通过室内短期老化模拟、长期老化模拟以及老化性能评价,分析Evotherm温拌剂的掺加及其剂量对橡胶沥青老化后的高温粘度、车辙因子(G*/sinδ)及蠕变劲度S等性能指标的影响,结果表明:Evotherm温拌剂没有改善橡胶沥青在拌合和施工阶段的抗老化性能的能力;老化指数(AIPAV,AIRTFO)随Evotherm温拌剂剂量的增加而减少;老化使得添加温拌剂的橡胶沥青的低温抗裂性能有一定程度的提高;综合考虑施工高温下的老化和使用过程中的长期老化,建议选择12%Evotherm的剂量。

温拌橡胶沥青混合料施工和易性研究

为了研究温拌橡胶沥青混合料施工和易性,首先根据不同温拌技术机理选择3种典型温拌剂制作了温拌橡胶沥青,并通过技术指标测试确定了该橡胶沥青的温拌剂掺量,然后通过温拌沥青胶浆粘温关系实验以及不同出料温度下混合料旋转压实特性实验研究了温拌橡胶沥青混合料的施工和易性。结果表明,表面活性温拌剂对橡胶沥青技术指标没有明显影响,有机降粘温拌剂对橡胶沥青各项性能指标有明显影响,推荐该橡胶沥青的Sasobit掺量为2%、Evotherm M1为0.6%与Evotherm DAT为11.1%;温拌橡胶沥青胶浆实验可作为判别表面活性温拌剂温拌效果的一种方法,温拌剂不仅可以改善较低出料温度旋转压实试件的体积参数,还可提高橡胶沥青裹腹率,3种温拌剂都能降低橡胶沥青混合料施工温度20℃以上。

寒冷地区温拌橡胶沥青混合料应力吸收层性能研究

采用应力吸收层技术可以有效解决沥青面层与混凝土基层之间的层间黏结、裂缝的扩散与传递和路表水下渗等技术问题。把温拌橡胶沥青混合料用于应力吸收层,使得橡胶沥青的拌和与压实温度得到明显降低,达到节约能源,减少拌制气体排放,改善施工现场工作状况的目的,其高温稳定性和低温抗裂性能也得到明显提高。温拌橡胶沥青混合料作为应力吸收层对反射裂缝的抑制作用明显。本文分析了温拌橡胶沥青混合料的材料组成及其特性,研究了适合寒区的应力吸收层温拌橡胶沥青混合料的配合比设计过程,并对应力吸收层温拌橡胶沥青混合料的路用性能进行测试,找到适合寒冷地区温拌橡胶沥青混合料应力吸收层的组成材料,并进行路用性能及评价指标研究。

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温拌橡胶沥青的老化特性及红外光谱分析

模拟Evotherm温拌橡胶沥青热-氧-水浸老化试验,采用红外光谱考察Evotherm温拌橡胶沥青在水老化过程中各组分及官能团的变化。结果表明,Evotherm温拌橡胶沥青水老化前后吸收峰的形状和官能团的位置相似,未生成新的官能团。Evotherm温拌橡胶沥青在热-氧-水老化条件下,以氧化反应为主;老化5 h后,芳香分、沥青质增多,饱和分减少;老化后,羟基和羰基变得更加突出,亚砜基变化不明显;热-氧-水浸环境下的含氧官能团比热-氧-水蒸气环境下的含氧官能团含量更多;采用羰基和碳氢键峰面积表征Evotherm温拌橡胶沥青的水老化更合适。

温拌橡胶复合改性沥青混合料路用性能研究

以温拌橡胶沥青混合料为研究对象,对混合料的路用性能开展研究。利用马歇尔体积设计法,确定混合料的最佳油石比;通过车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验、双面剪切疲劳等试验方法,评价混合料高低温、水稳及疲劳特性,并与SBS作对比分析。结果表明,温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性较好,低温性能有所降低,水稳定性较佳,具有较好的抗水损和抗剥落能力,且其抗剪切疲劳能力很好。