火山灰-SBS、胶粉-SBS和SBS改性沥青压缩变形行为及机理

对火山灰-SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)复合改性沥青混合料,橡胶粉-SBS复合改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料在不同温度条件下的压缩变形行为进行了系统研究,揭示了上述3种沥青压缩变形的微观机制。分别在40、25、20、0、-20和-40℃,采用压缩试验测试沥青混合料样品在静压力作用下的力学性能。研究结果表明:在20℃以上时,添加火山灰和橡胶粉可以明显提高SBS改性沥青的压缩性能,其中添加火山灰样品的压缩强度提升了30%。在0、-20℃时,SBS在提高压缩强度中起主导作用,SBS改性沥青混合料样品的压缩强度则优于复合改性样品,但在-40℃时,火山灰颗粒改善了沥青胶浆的收缩性能,显著提高了复合改性沥青混合料的压缩性能。     

废旧LDPE/SBS复合改性沥青SMA混合料的路用性能研究

以韩国SK-90#沥青作为基质沥青,选用废旧LDPE与SBS作为改性剂制备SMA沥青混合料,通过室内试验,测试和评价沥青混合料的路用性能,分析LDPE与不同类型SBS改性剂对混合料性能的影响。应用有限元程序对LDPE/SBS复合改性沥青SMA混合料的路面结构力学响应规律进行研究,分析表征其性能效益的指标。研究结果表明:其混合料高温性能、低温性能与抗水损坏能力都有所提高,且LDPE与星型SBS复合改性沥青混合料的各项性能优于LDPE与线型SBS复合改性沥青混合料;使用LDPE/SBS复合改性沥青不仅能够提高路面使用寿命,而且可以优化路面结构,起到节约成本的目的。     

阻燃剂对SBS改性沥青混合料路用性能影响

采用阻燃剂与SBS改性沥青复合制备了阻燃SBS改性沥青,测试了不同阻燃剂掺量下SBS改性沥青的阻燃性能和物理性能,研究了阻燃剂掺量对SMA沥青混合料路用性能的影响。结果表明:阻燃剂可显著提高SBS改性沥青的阻燃性,在阻燃剂掺量为8%时,改性沥青的氧指数可达到24.5%;阻燃剂的加入,增大了改性沥青的粘度,导致SMA沥青混合料空隙率增大,降低了沥青混合料的马歇尔稳定度,浸水残留稳定度比和冻融劈裂强度比也减小,但车辙动稳定度提高。     

透水性沥青路面高粘改性沥青动态力学性能

采用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪,对SK70#、Shell70#、SBS改性沥青、TPS高粘改性沥青以及自主研制高粘改性沥青的高温、中温以及低温动态力学性能进行对比研究,分析了复数剪切模量、相位角、车辙因子、零剪切粘度、蠕变动度和速率、疲劳因子以及损失正切值的变化.结果表明:5种沥青的复数剪切模量、车辙因子均随温度的升高而减小,自主研制高粘改性沥青减小得最慢;3种改性沥青的60℃动力粘度远大于其零剪切粘度,且自主研制高粘改性沥青的零剪切粘度大于20 000 Pa· s;3种改性沥青的PG低温分级均为PG-28,但自主研制高粘改性沥青的蠕变劲度最小、蠕变速率最大;各沥青的疲劳因子随着温度的降低显著增大,自主研制高粘改性沥青的增幅最小,直到6℃时才发生疲劳破坏.综合各指标来看,自主研制高粘沥青表现出较好的动态力学性能.     

高弹性沥青及其混合料性能的试验研究

对高弹性沥青与SBS改性沥青、70#沥青的性能进行对比检测,着重进行60℃动力粘度和动态剪切试验以评价沥青胶结料的高温性能,并以车辙因子G＊/sinδ评价三种沥青的抗永久变形能力。对采用这三种沥青的AC-20型混合科的高温稳定性、水稳性、低温抗裂性能进行对比试验研究。结果表明,高弹性沥青的动力粘度、车辙因子远高于其他沥青胶结料,能够大幅提高混合料的高温性能,而且对抗水损坏、抗开裂等其他路用性能也有一定改善。     

胶粉复合改性沥青混合料疲劳性能试验研究

为提高橡胶沥青混合料的抗疲劳开裂性能,将SBS与胶粉复合进行沥青改性,制备不同配比的胶粉-SBS改性沥青,然后以"干拌"方式掺入玄武岩纤维制备胶粉复合改性沥青混合料,通过四点弯曲疲劳寿命试验全面分析14种沥青混合料的疲劳寿命与劲度模量,对其抗疲劳开裂性能与自愈合能力进行综合评价。结果表明:2%SBS+14%CR沥青胶结料疲劳因子在不同温度下普遍较小,其疲劳性能明显优于其他配比的沥青胶结料;混合料Ⅱ的疲劳寿命最大、Ⅶ其次,且均远大于其他混合料;混合料Ⅶ的疲劳寿命恢复率最大、AR与Ⅱ其次;混合料Ⅶ的劲度模量恢复率最大,Ⅱ其次。因此,在橡胶沥青混合料中掺入适量的SBS改性剂与玄武岩纤维,可以获得较强的疲劳寿命与最强的自愈合补偿能力,其最佳质量配比为m(基质沥青)∶m(胶粉)∶m(SBS)=100∶14∶2与m(矿料)∶m(BF)=1 000∶3。     

SBS改性沥青胶结料的老化与再生研究

对SBS改性沥青混合料分别进行短期热氧、长期热氧和长期紫外老化后,分离出老化SBS改性沥青胶结料,采用反应型再生剂对其进行再生,研究了不同老化方式对SBS改性沥青胶结料物理性能的影响和反应型再生剂对老化沥青胶结料性能的恢复效果。结果表明:短期热氧老化降低了SBS改性沥青的软化点、针入度、延度和粘度,长期热氧老化和紫外老化则使SBS改性沥青的软化点和粘度增大,针入度和延度减小;反应型再生剂可显著提高老化SBS改性沥青的针入度和延度,降低其软化点和粘度,可较好地恢复老化SBS改性沥青的性能。荧光显微镜分析表明反应型再生剂较好地恢复了SBS在沥青中的交联网络结构。     

胶粉复合改性沥青混合料疲劳性能试验研究(“研究生论坛”稿件)

摘 要：为了提高橡胶沥青混合料的抗疲劳开裂性能,将SBS与胶粉复合进行沥青改性,制备不同配比的胶粉-SBS改性沥青,然后以“干拌”方式掺入玄武岩纤维制备胶粉复合改性沥青混合料,通过四点弯曲疲劳寿命试验全面分析了14种沥青混合料的疲劳寿命与劲度模量,对其抗疲劳开裂性能与自愈合能力进行综合评价。结果表明：2%SBS+14%CR沥青胶结料疲劳因子在不同温度下普遍较小,其疲劳性能明显优于其他配比的沥青胶结料;混合料Ⅱ的疲劳寿命最大、Ⅶ其次,且均远大于其他混合料;混合料Ⅶ的疲劳寿命恢复率最大、AR与Ⅱ其次;混合料Ⅶ的劲度模量恢复率最大,Ⅱ其次。因此,在橡胶沥青混合料中掺入适量的SBS改性剂与玄武岩纤维,可以获得较强的疲劳寿命与最强的自愈合补偿能力,其最佳质量配比为m基质沥青：m胶粉：mSBS=100：14：2与m矿料：mBF=1000：3。     

泡沫沥青黏温特性与混合料疲劳性能研究

为分析SBS改性沥青的发泡特性与混合料路用性能特点,开展了室内试验研究工作,并依托徐州市某公路养护工程,评估了泡沫温拌沥青路面的应用效果.结果表明:SBS改性沥青最佳发泡条件为发泡温度160℃、发泡用水量2.5%;并且泡沫沥青的黏度变化由初期的不稳定逐渐向原样沥青转变,气泡消散后黏温曲线与原样沥青一致;四点弯曲疲劳试验表明,泡沫温拌沥青混合料在加载100万次后,模量损失为25.8%,具有较好的疲劳特性;配合比设计表明泡沫温拌沥青混合料体积指标与路用性能指标均能满足规范要求;试验与应用表明,泡沫温拌沥青路面长期性能良好.     

煤直接液化残渣改性沥青及其混合料性能评价

为了研究煤直接液化残渣(direct coal liquefaction residue,DCLR)改性沥青混合料性能,制备10%DCLR(与基质沥青质量比)改性沥青混合料和复合DCLR(2%SBS+15%橡胶粉+10%DCLR)沥青混合料,并与热拌沥青混合料以及SBS改性沥青混合料性能对比.试验结果表明:DCLR的掺入可以提高沥青混合料的高温稳定性和水稳定性能,但对其低温性能有损伤;复合DCLR沥青混合料的低温性能得到了很大程度的提高,其高低温性能和水稳定性明显高于SBS改性沥青混合料.     

再生SBS改性沥青混合料在面层应用的试验研究

研究再生SBS改性沥青混合料的路用性能,分析将其应用到高等级公路面层的可行性。对原样SBS改性沥青和经过回收、再生处理的再生SBS改性沥青进行基本性能及流变性能对比试验,同时进行AC-16Ⅰ型SBS改性沥青混合料和再生SBS沥青混合料(废料含量为30%、60%)试验,试验内容主要包括:车辙、水稳定性、低温弯曲及疲劳试验。结果表明经过RTFOT与PAV老化后再生SBS改性沥青与原样SBS改性沥青基本性能和流变性能相近。再生SBS改性沥青混合料(废料含量为30%)与常规SBS改性沥青混合料路用性能相近,满足高等级公路面层材料要求,可以应用到高等级公路的面层。再生SBS改性沥青混合料(废料含量为60%)抵抗低温开裂能力及疲劳寿命降低。     

有机温拌剂对SBS改性沥青及其混合料性能的影响研究

研究了SKW有机温拌剂对SBS改性沥青的物理性能、润湿性能以及对SBS改性沥青混合料性能的影响。结果表明,该温拌剂明显增大了SBS改性沥青的针入度和延度,显著降低了其135℃时的粘度,并提高了其与集料之间的润湿性,而对软化点的影响很小。当温拌剂的掺量为沥青用量的2%时,SBS改性沥青混合料的拌合温度和压实温度可分别降低25℃和35℃,而温拌SBS改性沥青混合料的体积性能、水稳定性和高温稳定性与热拌SBS改性沥青混合料相当。     

HDPE-橡胶粉复合改性沥青应力吸收层混合料疲劳性能

针对反射裂缝在半刚性基层沥青路面中普遍存在问题,为延缓半刚性基层沥青路面反射裂缝的产生和扩展,本文开展了HDPE－橡胶粉复合改性沥青混合料疲劳性能的研究。在分析了HDPE－橡胶粉复合改性沥青性能对应力吸收层疲劳寿命的影响规律的基础上,通过实体工程的监测开展了HDPE－橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能的研究。结果表明：HDPE－橡胶粉复合改性沥青的性质对沥青混合料疲劳特性具有显著的影响,性能良好的沥青使得混合料具有良好的抗疲劳能力,能有效延缓沥青路面反射裂缝的发生。经过试验路的应用,也证明了HDPE－橡胶粉复合改性沥青混合料作为应力吸收层是沥青路面防止反射裂缝的有效途径之一。     

SBS改性乳化沥青温拌混合料路用性能评价研究

采用特制改性乳化沥青对温拌沥青混合料进行了配合比设计和路用性能（水稳性、高温稳定性）测试,并将其与相同类型的改性沥青混合料的路用性能进行了对比,结果表明,改性乳化沥青温拌沥青混合料和改性沥青混合料的路用性能基本相同且能满足改性沥青混合料的规范要求．由于改性乳化沥青温拌沥青混合料拌和及压实时所需的温度比改性沥青混合料低30℃以上,因此是一种高节能低排放的环保路面材料．     

运用高粘度改性沥青配制OGFC的研究

采用析漏和飞散试验结合的方式确定混合料的最佳沥青用量，对比研究了采用SBS改性沥青和高粘度改性沥青配制的OGFC(open graded friction courses，开级配沥青磨耗层)的路用性能。结果表明：采用高粘度改性沥青配制的OGFC具有很好的路用性能，车辙动稳定度达5000次mm以上。     

橡胶粉掺量对高模量沥青及其混合料性能的影响

为改善高模量沥青混合料的性能缺陷,提出采用橡胶粉与高模量剂复配方案来改善其路用性能.通过DSR试验、BBR试验、MMLS3加速加载试验、低温弯曲试验、小梁弯曲疲劳试验分析4%~12%橡胶粉掺量对高模量沥青及其混合料技术性能的影响.试验结果表明:橡胶粉掺加超过8%后,高模量沥青的高温分级由82℃增加到88℃,低温分级由-12℃降低到-18℃;橡胶粉的加入可改善高模量沥青混合料的高温耐久性和低温抗裂性,且掺8%~10%橡胶粉后,高模量沥青混合料疲劳性能显著提高.     

氧化和硫化聚合物改性沥青流变性能研究

在基质沥青中加入一定量的SBR、XSBR、SBS,观察对沥青材料常规性能以及-30～100℃下动态力学流变性能的影响。结果表明,加入粉末SBR1500后改性沥青材料薄膜前后的延度和流变性能都有明显的改进,而硫化共混改性可显著提高低温下改性沥青的粘弹性能,低温性能明显改善;同时高温性能得到提高,改性沥青的车辙温度（G＊/sinδ=1kPa）比基质沥青提高约10℃;粘度增大,复合模量提高,在高温区的相位角和损耗因子变小,从而改善了沥青高温粘弹性能。硫化共混改性沥青对使用环境的温度敏感性变小,使改性沥青的高低稳定性能均得到改善,可在高温环境下使用,拓宽了SBR改性沥青的使用范围。     

香港地区透水沥青路面路用性能研究

目的为解决香港地区雨季沥青路面大量积水而导致路面早期破损严重的问题，进行了透水性沥青混合料力学性能及路用性能的试验研究．方法采用美国SHRP计划对沥青混合料路用性能研究的基本原理，评价了3种改性沥青(RM、SBS、SBR)的抗老化性能和3种透水性沥青混合料(PA10、PA14、PA20)的水稳定性、抗永久变形性及路用降噪性．结果改性沥青RM老化前后针入度和软化点的变化值均小于SBS和SBR；透水性沥青混合料PA10的水稳定性、抗永久变形性和路用降噪性明显优于PA14、PA20．结论透水性沥青混合料的集料粒径尺寸对其力学性能及路用性能的发挥有较大的影响，最大公称粒径较小的PA10具有较高的综合性能；RM改性沥青应用在透水性沥青混合料中将明显提高其抗老化性能。     

高模量沥青混合料路用性能试验研究

对硬沥青混合料、70#沥青混合料、SBS改性沥青混合料分别进行高温稳定性(为0.7 MPa下50 ℃、60 ℃、70℃3个温度状况下的车辙试验)、低温抗裂性(小梁低温弯曲试验)、水稳性(冻融劈裂试验、残留稳定度试验)、疲劳性能(APA疲劳试验)的全面对比试验.试验结果表明,高模量沥青混合料具有较好的抗车辙性能;在-5℃时极限荷载约14 000 N,表明了其仍然具有良好的低温抗裂性能;冻融劈裂试验表明,AC-20C(30#)沥青混合料具有高的冻融劈裂强度比,具有较好的水稳定性.     

PU—SBS复合改性沥青的高温性能试验研究

聚合物改性是提升沥青高温性能的重要途径。采用聚氨酯（PU）和苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物（SBS）制备一种复合改性沥青,研究引入PU-SBS对沥青高温性能的影响及改性机理。结果表明,PU-SBS复合改性显著降低了沥青的针入度,提高了软化点和黏度,有效提升了沥青的高温流变性能,改性效果明显优于单一聚合物改性。PU-SBS复合改性沥青在高温下有良好的抗永久变形能力和弹性恢复能力。64 °C时,其车辙因子G*/sin δ值达到18.35 kPa,分别为同条件下SBS改性沥青、PU改性沥青的2.6、1.6倍。此外,PU-SBS复合改性主要通过聚合物在沥青中的吸附交联及与沥青组分的化学反应来提升沥青的高温性能。