基于测力延度试验的聚合物改性沥青低温拉伸性能研究(2)聚合物改性沥青测力延度拉伸形变机理分析

测力延度试验结果表明聚合物改性沥青在拉伸过程中通常依次出现普弹形变、屈服、发展大变形等形变阶段,但各种聚合物改性沥青表现出明显不同的测力延度性能和变形特征.分析了聚合物种类与掺量、基质沥青的性质、热老化等因素对测力延度各阶段变形的影响以及各阶段拉伸机理.     

测力延度在胶粉改性沥青低温性能评价中的应用

总结了沥青常用低温性能评价指标,分析了各指标对废胶粉改性沥青低温性能评价的适用性;对测力延度(FDT)评价指标的选取方法进行了分类,提出了FDT指标选取的现存问题。与其他评价方法相比,测力延度试验操作简单,经济实用,能够反映沥青的真实低温性能,适宜大规模推广。     

5℃延度与SBS改性沥青混合料低温性能的相关性

5℃延度作为改性沥青的重要低温评价指标，存在不能如实反映沥青产品低温性能的问题。从延度指标的角度探究了延度与沥青组分和低温流变参数的关系，并选取具有代表性的三类基质沥青分别制备不同SBS含量改性沥青和SMA沥青混合料，分析了改性沥青5℃延度与沥青混合料低温性能(-10℃低温弯曲、0℃肯塔堡飞散损失)之间的关系。结果表明：基质沥青的10℃延度与沥青组分和低温流变参数之间均无相关性，而相同的低温PG分级，表明10℃延度用于评价基质沥青的低温性能存在局限性。改性沥青5℃延度受SBS含量和基质沥青种类的影响较大，与沥青混合料低温性能的相关性受SBS含量影响较大。综合比较分析，由于5℃延度无法完全反映沥青混合料低温性能，故SBS改性沥青采用5℃延度作为评价性指标时存在局限性。     

测力延度在沥青低温性能研究中的进展与应用

随着对沥青材料低温性能要求的提高,沥青的低温性能评价方法不断发展完善,测力延度试验是评价沥青材料低温性能的有效方法之一,测力延度试验的仪器设备价格较低、评价指标丰富、操作简单直观,具有广阔的发展和应用前景。通过国内外文献调研,论述了测力延度试验的发展过程、相关评价指标及定义、各评价指标的特点、测力延度试验的特点及优势、目前尚存在的问题。     

SBS对改性沥青低温延度的影响

SBS改性沥青以其优良的高、低温性能而得到普遍重视和深入开发,成为目前最主要的改性沥青品种。改性沥青的评价指标有多种,其中,低温延度是评价改性沥青的一项重要指标,影响低温延度的因素有：SBS种类、SBS加入量、改性沥青加工工艺等方面,分析了影响SBS改性沥青延度的主要因素,并就此提出了改善改性沥青低温延度的途径。     

SBS改性沥青低温延度影响因素分析

阐述了SBS改性沥青低温延度的主要影响因素。通过对基质沥青针入度、反应温度、循环剪切时间及储存条件等进行优化和控制，可提高产品低温延度质量，延缓产品的老化，储存周期明显改善。     

聚合物改性沥青的相容性及稳定性

对于聚合物改性沥青来讲，沥青与聚合物的相容性及改性沥青的贮存稳定性是首先要解决的问题。这对于改性沥青的运输及使用都有性能保证。该研究从基础沥青的性质，改性沥青的高温性能，低温延度等方面探讨了聚合物ＳＢＳ改性沥青的机理，制备工艺，表征制备聚合物改性沥青在物理分散的同时必须加入化学改性，才能得到贮存稳定性良好的改性沥青。     

SBR改性沥青的低温性能评价

主要对三种国产基质沥青和六种丁苯橡胶(SBR)改性沥青进行了测力延度试验(FDT)、常规技术指标试验以及SHRP的动态剪切仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)试验，并且将FDT中采用的粘弹比、拉伸柔度、应变能等指标与沥青的当量脆点(T1．2)、以及损失模量、弯曲劲度模量(S)、斜率(m)相比较，结果显示FDT所选的三个评价指标与SHRP的评价指标有良好的相关性，从而说明了采用FDT对沥青结合料在老化、疲劳综合作用下的低温性能进行评价的经济合理性以及选择三个评价指标的可靠性。     

聚合物改性沥青性能评价方法综述

聚合物改性沥青不仅增加了基质沥青体系复杂性，而且改变了基质沥青的流变性。传统的沥青试验方法已经不能准确地评价改性沥青的性能。为此，SHRP开发出基于性能的改性沥青性能评价方法，如动态流变剪切、弯曲流变仪和直接拉伸试验等。同时，一些化学分析方法如凝胶渗透色谱、示差扫描量热和红外光谱等方法也应用于改性沥青的性能评价研究中。     

改性沥青抗变形能力研究

以测力延度（温度为5℃,拉速为5 cm/min）及15℃的弹性恢复对基质沥青及其不同SBS加入量的改性沥青进行抗变形能力的评价,通过对测力延度曲线的分析,探索基质沥青及SBS改性沥青拉伸过程中的规律,研究改性沥青抗变形能力。     

甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝低密度聚乙烯沥青改性剂改性机理研究

分别用低密度聚乙烯(LDPE)以及甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝低密度聚乙烯(GMA-g-LDPE)对中海36-1基质沥青进行改性,研究了软化点、低温延度以及高温储存稳定性随着改性剂含量变化而变化的规律.通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR)测试表明,GMA-g-LDPE改性中海36-1基质沥青的高温、低温性能分别优于LDPE改性中海36-1基质沥青.通过荧光光学显微镜观察发现,两种改性沥青的相态区别较大.两种改性沥青与基质沥青的FTIR比较显示,不同吸收峰有一定的变化, GMA-g-LDPE改性中海36-1基质沥青的FTIR验证了GMA-g-LDPE中的环氧基团与沥青体系中官能基团发生了反应.研究推断,GMA-g-LDPE与中海36-1基质沥青之间形成的网络结构导致了GMA-g-LDPE改性中海36-1基质沥青的性能优于LDPE改性中海36-1沥青.     

塔河原油特性及其沥青产品性能评价

简要讨论了塔河原油及其渣油的主要性质，并分别通过传统方法和SHRP方法对塔河原油制备的道路沥青和聚合物改性沥青进行了性能评价。结果表明，塔河沥青具有软化点和针入度指数高的特点。SHRP方法评价表明，尽管塔河沥青老化前后的低温延度低，但是在具有较高的抗高温变形能力前提下，能够保持优良的低温抗裂性。与其它原油制备的改性沥青相比，塔河原油制备的SBS和SBR改性沥青，具有独特的高、低温性能和更低的感温性。     

环氧大豆油改性氧化沥青研究

选用环氧大豆油改善氧化沥青物理与力学性能，使改性沥青的软化点下降，延度与针入度显著升高，其综合性能基本接近优质道路沥青的指标。扫描电镜与红外光谱分析结果表明：环氧大豆油中环氧基与沥青质、树脂质中的羟基、酚基之间发生物理化学作用，显著提高了环氧大豆油与沥青之间相容性，使沥青质更均匀地分散在改性沥青中，从而改善了氧化沥青的性能。     

网络结构理论在沥青改性研究中的应用

利用了网络结构理论解释了LDPE以及GMA-g-LDPE分别改性秦皇岛基质沥青、中海36-1基质沥青的软化点、低温延度、针入度指数以及高温稳定性随着改性剂含量变化而变化的规律。红外光谱研究表明，LDPE改性沥青体系中LDPE与沥青二者属于溶涨没有发生任何反应，GMA-g-LDPE改性沥青体系中GMA所含的C=O 的特征吸收峰仍然存在，但907.69cm - 1有环氧基吸收峰消失了，说明GMA-g-LDPE的侧链环氧环与沥青中的官能团发生了反应而形成网络结构。     

SBR胶乳改性沥青机理的研究

选取了国内外十一种沥青为基础沥青，将SBR胶乳按不同的比例加入其中制备成改性沥青。观察微观结构，拍摄微观照片，以SBR在沥青中的相态结构作为评价沥青与SBR之间相容性的依据，并通过测定各种性能研究了沥青与SBR的相容性，沥青对SBR的敏感性和改性效果之间的关系。     

用动态力学方法分析SBS改性沥青的流变性质

从动态力学角度分析了SBS改性沥青的流变性质.改性沥青由实验室制备,采用3个油源4种沥青分别用两种SBS对其改性.研究表明:在高温下SBS能够增加胶结料的弹性,低温下能够改善其柔韧性,流变性质随温度的变化与基质沥青、聚合物的含量和结构有关.     

纳米ZnO/SBS改性沥青的研究

纳米粒子作为一类用于对沥青进行改性的新型材料,已成为改性沥青研究新的方向。采用溶剂法将纳米ZnO粒子和SBS制备成胶体,并通过合适的改性工艺,将其加入基质沥青中,制得纳米ZnO/SBS改性沥青。基质沥青为日本加德士70号和中海70号重交通道路沥青,SBS为韩国LG501P线型结构。对纳米ZnO/SBS改性沥青的技术性能进行了对比与评价,同时通过电镜、荧光显微镜对纳米ZnO/SBS改性沥青的微观结构与共混机理进行了一些研究与探讨。结果表明：采用溶剂法制得的纳米ZnO/SBS改性沥青可以很好发挥纳米ZnO的特点,改善SBS在沥青中的分散效果,从而使改性沥青的各项性能(特别是其低温延度)以及混合料的路用性能等都有明显的改善与提高。     

CHANGES IN ASPHALT CHEMISTRY AND DURABILITY DURING OXIDATION AND POLYMER MODIFICATION

The Gulf Countries' environmental conditions are very severe. The temperature zoning study indicate that more than half of Gulf areas experience a maximum seven consecutive days pavement temperature of 76°C (Al-Abdul Wahhab et al., 1997). This has resulted in damage to the road networks in the form of cracking, rutting and deformation. Polymer modification of asphalt is required to increase the resistance to permanent deformation at relatively high temperatures without adversely affecting the properties of the asphalts at low temperature. In this work chemical and performance-related properties of fresh, oxidized, and polymer modified asphalts were evaluated. The physical properties and performance characteristics of asphalts were found to depend on the chemical composition of asphalt. The interactions of polar functionalities actually present or formed during oxidative aging or due to polymer modification, influence the viscosity and related flow properties. The changes in composition of fresh, oxidized and polymer-modified asphalts can be clearly identified from Infrared spectroscopy. NMR spectroscopy enables detailed information about the Carbon-and-hydrogen-types and average molecular/structural parameters of asphalt without separating it into different components.     

SBS／MMT复合改性沥青常规性能测试分析

利用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）与蒙脱土（MMT）及其共混物分别对沥青进行了直接复合改性和共混物复合改性,测试了改性剂用量不同的SBS改性沥青、MMT改性沥青以及SBS与MMT质量比（m（SBS）／m（MMT））不同的共混物复合改性沥青的物理机械性能,同时还对不同m（SBS）／m（MMT）的SBS／MMT共混物复合改性沥青及SBS／MMT直接复合改性沥青的高温储存稳定性和相形态作了测试分析。结果表明,SBS／MMT共混物复合改性沥青的常规性能整体最优。