两种道路沥青老化动力学研究的比较

为了更加直观地了解废旧橡胶粉改性沥青的老化过程,通过旋转薄膜烘箱试验,比较了基质沥青和改性沥青的老化温度和软化点随着老化时间的变化情况。同时以软化点为参数建立老化动力学模型来反映两种沥青的老化情况,并计算出活化能。试验结果表明胶粉改性沥青的活化能高于基质沥青,表明其抗老化性能得到提高。并对沥青的老化机理进行了探讨。     

橡胶转化沥青的紫外老化机理研究

将胶粉深度降解为类似沥青物质,制备了橡胶转化沥青(RTA);研究了RTA在紫外线(UV)老化过程中的结构与性能变化。通过流变和常规性能表征了UV老化对RTA宏观性能的影响;采用热重和红外光谱等表征了UV老化前后沥青和橡胶的微观结构变化。结果表明,随着UV老化时间的延长,基质沥青抗车辙因子增大,RTA的车辙因子和羰基指数均呈现出先增大后减小;RTA的羰基指数变化幅度小于基质沥青。深度降解橡胶释放的炭黑使RTA耐紫外线老化能力优于基质沥青。     

以软化点为参数研究再生改性沥青的老化动力学

通过考察老化过程中软化点的变化,建立以沥青软化点为参数的老化动力学模型,计算得到了有关动力学参数.实验以欢喜岭AH-90沥青为基质沥青,以SBS为改性剂,制备改性沥青,采用旋转薄膜烘箱试验,使改性沥青老化,然后通过掺入再生剂得到再生改性沥青,分别测改性沥青和再生改性沥青的软化点.实验表明,废旧SBS改性沥青可以通过添加...     

常温紫外老化对沥青物理性能影响研究

沥青路面由于其良好的路用性能在我国公路建设得到广泛应用,但其在服役期间受到紫外环境因素的影响容易发生老化,从而导致路用性能衰减。在氧气浓度与年平均温度不高、车流量不大的滇西北高海拔地区,沥青路面同样也出现了严重的老化现象,这与紫外光主导的老化密切相关。因此,针对该地区特殊自然环境开展常温条件下紫外光老化研究,对改善沥青路面的耐久性具有重要意义。采用25℃作为室内模拟紫外老化的试验温度,研究常温下紫外光对沥青老化的影响。该文通过对比基质沥青和SBS改性沥青经不同紫外老化时长处理后技术指标的变化,分析了紫外光对两种沥青的影响。结果表明,基质沥青和SBS改性沥青在抗紫外老化效果上存在较为明显的差异,相对于基质沥青,SBS改性沥青表现为更优异的抗紫外老化能力。     

聚乙烯和橡胶粉改性基质沥青及性能试验

针对传统基质沥青耐老化性能差的问题,提出采用聚乙烯和橡胶粉对其进行改性,并就改性后的基质沥青性能进行测试。试验结果表明,在掺入20%的废旧胶粉、5%的再生线性低密度聚乙烯、3%的聚乙烯蜡配比下,基质沥青的针入度为43mm,软化点为81℃,延度为8cm,且在60℃的动力黏度达29552Pa·s,满足高黏高弹道路沥青技术要求;经老化测试发现,改性后的基质沥青其针入度、软化点和延度仍满足高黏沥青的基础性能要求。     

两种沥青抗老化性能研究

利用建立老化动力学模型来分析和研究再生沥青的抗老化性能。结合鞍山路面维修工程,选取有代表性的旧料,通过苯抽提出废旧沥青,分析技术指标,通过再生剂再生,再考察再生沥青在不同温度,不同老化时间的老化情况,并对老化后软化点进行研究。以老化后软化点为参数建立老化动力学模型。以软化点的变化为参数可以较好地表征再生沥青的动力学过程,求得正确动力学参数。鞍山再生沥青属于一级动力学反应。与辽河AH-90#沥青[1]横向对比,证明再生沥青抗老化性能[2]的可靠性。     

辽河油田AH-90温拌沥青老化动力学研究

为了更好的研究基于油溶性表面活性平台的温拌技术的抗老化性能,文章分别对辽河AH-90基质沥青和掺入OS-125油基温拌剂的温拌沥青进行基础理化性能和旋转薄膜烘箱老化实验,测定不同老化温度和老化时间下的软化点值。以软化点为参数建立老化动力学模型,求得准确的动力学参数,得到两种沥青的一级线性老化动力学方程。通过两组方程中老化动力学参数的相互比照可以看出,油基温拌沥青具有较低的反应速率和较高的活化能,说明油基温拌剂很好地改善了沥青的抗老化性能。     

基质沥青老化行为与老化机理

在环境作用下沥青易产生静态硬化和氧化硬化,使沥青的流变特性发生改变,而严重影响沥青路面的耐久性,如何合理评价和选择沥青对确保路面使用品质至关重要。通过三种不同基质沥青的组分分析和不同老化状态下沥青的常规试验（针人度、软化点和延度试验）、SHRP试验（DSR（Dynamic Shear Rheometer）和BBR（Bending Beam Rheometer）试验）结果比较,结合FTIR（Fourier transform infrared）试验结果,分析了不同老化状态下基质沥青的老化特性和机理。结果表明,常规试验可用来描述基质沥青老化前后性能变化,但它只能提供特定温度荷载频率下的试验信息,而SHRP试验可反映沥青老化对沥青流变行为的影响,建议采用SHRP流变学指标特别是BBR试验结果评价沥青的老化特性。     

四组分分析法研究老化改性沥青

选取辽河油田生产的沥青为原料,加入废旧橡胶粉和催化裂化油浆,在高速剪切机的作用下制备橡胶改性沥青,研究老化时间对沥青软化点、针入度、延度的影响。实验结果表明：随着老化时间的增加,软化点升高,针入度和延度降低,饱和分、芳香分与胶质的含量降低,沥青质含量升高。     

SBS改性沥青的老化行为

用红外光谱、凝胶渗透色谱、动态黏弹仪研究了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的薄膜烘箱老化行为。结果表明，SBS改性沥青老化后增加了羰基和亚砜基；SBS和沥青的相对分子质量都发生了变化。沥青的相对分子质量增加，相对分子质量分布变宽，SBS特征峰消失；SBS改性沥青老化程度较基质沥青的小，耐低温性能更好；SBS改性沥青老化后，软化点增加，针入度减小，低温延度降低。     

橡塑合金改性沥青制备工艺关键参数研究

为了合理、有效地利用废旧橡胶粉和废旧塑料并改善两者与沥青的相容性,采用精密开炼机预先将两种废旧材料熔融共混,制备成橡塑（质量）比分别为5∶5（Ⅰ型）、6∶4（Ⅱ型）、和7∶3（Ⅲ型）3种橡塑合金改性剂。按照正交试验方案对伦特70^#基质沥青进行改性,制备橡塑合金改性沥青,以橡塑合金改性沥青的48 h离析软化点、25 ℃针入度、软化点和5 ℃延度为指标,筛选橡塑合金改性沥青的最佳复配方案,并通过灰色关联度分析法和极差分析法确定制备工艺最佳的关键参数。最后通过扫描电子显微镜、布氏旋转黏度试验、BBR试验和DSR试验对橡塑合金改性沥青的结构形态、流变性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能进行了分析。结果表明：最佳复配方案为外掺20 %（相较于基质沥青质量）橡塑比为7∶3（Ⅲ型）的橡塑合金、2 %增溶剂（糠醛抽出油）和9 %稳定剂（硫磺）,制备的橡塑合金改性沥青储存稳定性和高温稳定性良好,推荐制备工艺的最佳关键参数为剪切温度180 ℃、剪切速率3 500 r/min、剪切时间1.5 h和发育时间0.5 h;橡塑合金改性剂与沥青的相容性好,制备的橡塑合金改性沥青具有较低的温度敏感性,较好的低温抗裂性和抗疲劳性能。     

岩沥青/胶粉复合改性沥青性能与黏弹性分析

使用青川岩沥青和胶粉对基质沥青进行复合改性,在保持胶粉质量分数为20%不变的情况下改变岩沥青用量制得胶粉改性和岩沥青/胶粉复合改性沥青,通过针入度试验、动态剪切流变试验和重复应力蠕变恢复试验分别对改性沥青的宏观性能、储存稳定性、流变性能和变形恢复能力进行了分析,并采用Burgers本构方程模拟分析了改性沥青在持续应力加载下各组成变形部分占比的变化规律。结果表明,胶粉和岩沥青的加入均可大幅提高沥青的高温性能,使其变得黏稠;岩沥青的加入对于基质沥青的低温性能具有较强的削弱作用,但可改善其储存稳定性,而胶粉的加入可减小岩沥青对基质沥青低温性能的削弱作用;岩沥青的加入提高了改性沥青的抗车辙能力,使沥青弹性组分含量大幅增加,但并未对黏性组分产生较大影响,沥青抵抗较大荷载的能力得以增强,而应力敏感性则有所降低,复合改性沥青黏稠度缓慢增加的同时迅速变硬,在受较长时间的大荷载作用时变形也能较快恢复。     

基于储存稳定性的橡胶改性沥青制备工艺

为了制备储存稳定性良好的橡胶改性沥青,基于高温混炼工艺,使用聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段聚合物(SBS)、芳烃油、辛烯聚合物橡胶反应剂(TOR)、稳定剂与橡胶粉对基质沥青进行复合改性。提出了橡胶改性沥青的制备方法,分析了改性剂对沥青常规性能和流变特性的影响,并通过荧光试验观察改性剂在沥青中的分散效果。研究结果表明:添加质量分数为25%的40目(380 μm)胶粉可以明显提高沥青的高温性能;180 ℃下剪切60~90 min后溶胀发育60 min可以得到稳定性良好的橡胶改性沥青;加入相容剂和稳定剂可以提高胶粉的溶胀与分散程度,改性剂之间对沥青性能的影响存在协同作用;复合改性沥青具有良好的弹性恢复能力和高温抗变形性能;橡胶粉、SBS在沥青中的溶胀程度和分散均匀性是影响沥青常规性能和储存稳定性的直接因素。     

废旧轮胎橡胶粉/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/石油树脂复合改性沥青的制备及性能

以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、废旧轮胎橡胶粉和石油树脂制备复合改性沥青,并对复合改性沥青的储存稳定性、温度敏感性、高温流变性能、抗车辙性能和黏度等进行了考察。结果表明,复合改性沥青中,SBS、废旧轮胎橡胶粉及石油树脂的最佳质量分数分别为4.5%、14.0%和4.5%;石油树脂/SBS/废旧轮胎橡胶粉复合改性沥青具有较好的储存稳定性、温度敏感性和抗车辙性能。     

Utilization of sulfur and crumb rubber in asphalt modification

In this study, waste crumb rubber and sulfur were utilized to enhance the performance of asphalt binder for pavement applications. About 20–50% of sulfur and 1–6% crumb rubber were used. Melt properties were investigated using thermal analysis, dynamic and steady shear rheology, and artificial aging. Rheological tests were carried out in ARES rheometer. Both steady and dynamic shear rheology showed that crumb rubber improved the viscoelastic properties of the sulfur‐extended asphalt binder. Crumb rubber modification reduced temperature susceptibility of sulfur/asphalt, and increased the upper grading (performance) temperature of sulfur asphalt. The combined effect of sulfur and crumb rubber reduced the activation energy compared with that of pure asphalt. Zero‐shear viscosity and strategic highway research program rutting parameter (G*/sinδ) improved by crumb rubber incorporation into the sulfur asphalt binder. Short‐term aging improved G*/sinδ with slight increase in activation energy. The addition of sulfur to asphalt matrix increased the viscoelastic properties (G′ and G″) of sulfur asphalt. The addition of crumb rubber to sulfur asphalt enhanced the temperature resistance of the binder. Utilization of waste crumb rubber and sulfur in asphalt modification proved to enhance asphalt pavement life. In addition, utilization of such wastes can help in meeting the extra demand for asphalt, reduce the pavement cost, and help in solving a waste disposal problem. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40046.     

高掺量橡胶沥青的结构与性能

轮胎胶粉的多重交联网络限制了其在橡胶沥青中的胶粉掺量。用经螺杆反应挤出方法可控再生的再生胶可制备高掺量（质量分数不小于30%）橡胶沥青。通过溶胶含量、门尼黏度和基本性能测试及加工实况观察,并结合红外光谱和光学显微镜微观分析,探讨了胶粉的再生程度及用量对高掺量橡胶沥青结构与性能的影响。结果表明,再生过程中胶粉的化学键发生断裂,部分交联网络被破坏。与传统橡胶沥青相比,高掺量橡胶沥青的分散更均匀,加工流动性和高温储存稳定性均得以改善。提高胶粉的降解再生程度可明显提高其在沥青中的掺量,进一步提高改性沥青的低温柔性和高温抗变形能力,但易出现加工黏度的临界陡增现象。     

多聚磷酸与丁苯橡胶复配改性沥青的性能

研究了多聚磷酸与丁苯橡胶复配改性剂对沥青的热稳定性、动态力学性能、黏度及低温抗裂性能的影响.结果表明,多聚磷酸的加入能够提高沥青的黏度,改善沥青的高温抗车辙性能;丁苯橡胶的加入提高了沥青的黏度和低温抗裂性能,但对沥青的高温抗车辙能力有一定的负面影响;使用少量交联剂可提高沥青的高温抗车辙性能,降低其黏度.综合考虑沥青的高低温性能,宜以添加2份(质量,下同)多聚磷酸、6份丁苯橡胶及0.04份硫黄为最佳改性剂配方.     

废橡胶粉增韧环氧沥青及其机理研究

引入废橡胶粉可改善道路铺装用环氧沥青材料的低温抗裂性能.考察了反应温度、废橡胶粉含量和顺酐含量对沥青性能的影响.采用正交实验确定了如下最佳工艺：反应温度为170℃,废橡胶粉含量12 g/100 g基质沥青,顺酐含量3.2 g/100 g基质沥青.制备的废橡胶粉改性环氧沥青材料在-20℃下具有1.25％的断裂延伸率,在23℃常温下具有2.12 MPa的强度和126.34％的断裂延伸率.通过Mooney-Rivlin方程对废橡胶粉改性环氧沥青应力应变曲线的分析研究表明：添加废橡胶粉改性产生了新的化学交联,导致其化学交联密度增大,同时存在物理缠结,废橡胶粉与环氧沥青固化产生了互穿网络结构,导致材料强度和韧性均明显增加.     

不同活化橡胶改性沥青性能研究及对比

试验分别采用微波活化、抽出油活化和次氯酸钠活化三种方式对橡胶粉进行活化改性,并用活化胶粉制备橡胶沥青.测定其粘度、软化点之差和车辙因子,对比分析不同活化橡胶沥青的粘度、相容性以及流变性能的差异,评价三种胶粉活化方式的优劣性,并进行活化胶粉对沥青改性的显著性分析.分析结果表明:胶粉掺量对橡胶沥青的粘度、热存储稳定性和流变性能均有显著影响;活化胶粉可显著降低橡胶沥青的粘度,提高其热存储稳定性;采用不同方式制得的活化胶粉对橡胶沥青性能的影响各有不同,相比而言,微波活化胶粉降粘效果较差,抽出油活化橡胶沥青存储稳定性最好,但会使橡胶沥青流变性能减弱,且随掺量增加而减小,次氯酸钠活化胶粉对橡胶沥青流变性能的改善最为显著.     

废旧橡胶粉改性沥青研究进展

介绍了废旧橡胶粉改性沥青的国内外应用状况,分析了胶粉改性沥青的特点、机理、方法以及胶粉改性沥青的贮存稳定性和感温性等。指出将废旧橡胶粉用于改性沥青,既能提高沥青的性能,又有利于废旧橡胶的循环利用,减少环境污染,有着良好的发展前景。提出我国应尽快制定出废旧橡胶粉改性沥青的行业标准规范。