纳米ZnO改性沥青的制备及性能研究

为探究纳米ZnO改性沥青的路用性能,采用高速剪切法制备了纳米ZnO掺量分别为2%,4%,6%及8%的改性沥青,并通过光学显微镜、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及差示扫描量热仪(DSC)对改性沥青的微观形貌、化学构成及热稳定性等性能进行表征与分析,再采用动态剪切流变仪和布氏粘度计分别对改性沥青的高温流变性能及黏温特性进行测试。结果表明,纳米ZnO能够均匀分散于基质沥青中,且与沥青发生交联反应,生成一种空间网状结构;纳米ZnO对基质沥青既有物理改性也有化学改性;随着纳米ZnO掺量的增大,改性沥青的低温性能及热稳定性均得到不同程度的改善;改性沥青呈现出更优的高温抗车辙能力及黏温特性。     

纳米ZnO改性沥青的制备及性能研究

为探究纳米ZnO改性沥青的路用性能,采用高速剪切法制备了纳米ZnO掺量分别为2%,4%,6%及8%的改性沥青,并通过光学显微镜、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及差示扫描量热仪(DSC)对改性沥青的微观形貌、化学构成及热稳定性等性能进行表征与分析,再采用动态剪切流变仪和布氏粘度计分别对改性沥青的高温流变性能及黏温特性进行测试。结果表明,纳米ZnO能够均匀分散于基质沥青中,且与沥青发生交联反应,生成一种空间网状结构;纳米ZnO对基质沥青既有物理改性也有化学改性;随着纳米ZnO掺量的增大,改性沥青的低温性能及热稳定性均得到不同程度的改善;改性沥青呈现出更优的高温抗车辙能力及黏温特性。     

PR PLAST S改性沥青高温流变性能实验研究

为研究Performance Requirement Plast Super(PR PLAST S)改性沥青在高温状态下抵抗变形的能力,采用动态剪切流变仪(DSR)分别对多因素(改性剂掺量、剪切频率、试验温度)、多水平下的PR PLAST S改性沥青进行温度扫描和频率扫描试验,并利用车辙因子(G*/sinδ)、主曲线与移位因子等指标来评价改性沥青性能。结果表明:PR PLAST S的添加提高了沥青的高温稳定性,掺量为7‰时,其时温等效失效温度在试验中最高,达到70℃;PR PLAST S掺量与复数黏度呈正相关,表明改性沥青的抗裂性能随掺量的增加而增大;当频率为0.1rad/s、PR PLAST S掺量为7‰时,复数黏度在所有试件中最大,推荐长大纵坡路段PR PLAST S掺量为7‰。     

DIBCH增塑剂改性沥青高温流变特性

以环己烷二甲酸二异丁酯(DIBCH增塑剂)作为沥青改性剂,制备不同掺量的DIBCH增塑剂改性沥青,利用动态剪切流变仪及通过频率扫描实验、温度扫描实验及多应力重复蠕变恢复实验,研究DIBCH改性沥青的高温流变特性。结果表明,DIBCH增塑剂掺入后,沥青中黏性成分占比增多,沥青的高温抗车辙能力降低,但PG等级不发生改变,改性前后沥青的高温等级均为PG58;DIBCH增塑剂对沥青的温度敏感性有一定改善效果;相较于基质沥青,DIBCH改性沥青的高温抗变形能力和蠕变恢复能力较弱。     

基于正交试验的多聚磷酸复配SBS改性沥青粘弹性研究

为了探究多聚磷酸(PPA)复配SBS改性沥青组成材料对其粘弹性的影响,本文以SK90#基质沥青、SBS改性剂、抽出油、稳定剂、PPA、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为原材料,在正交试验设计的基础上,用高速剪切机制备了PPA复配SBS改性沥青,利用动态剪切流变仪分析了其粘弹特性.结果表明:(1)随着温度的升高,PPA复配SBS改性沥青的抗车辙因子随之降低、弹性减弱、抗永久变形能力降低,而其相位角增大、粘性增强、不可恢复变形能力提高.(2)当多聚磷酸的掺量为0.5％,复配改性沥青的其他组分选择最大掺量(均为3号水平)时提高了其粘弹性能,达到最优流变性能.(3)当PPA掺量为0.5％,SBS掺量为4％,抽出油掺量为2％,DBP为2％时,其复配改性沥青的性能最佳.     

PEG改性高温煤焦油复掺石油沥青性能

将聚乙二醇(PEG)与煤焦油在70～75℃搅拌共混改性后加入到基质沥青中,通过三大指标、傅里叶红外光谱仪、动态剪切流变实验和扫描差示量热实验对其改性性能进行分析。结果表明,改性沥青针入度和延度降低,软化点升高;根据Lambera Beer定律,定量分析峰面积,36. 12%的聚乙二醇分子参与改性去毒;改性沥青复数剪切模量和车辙因子随温度升高而减小,相位角随温度升高而增大,抗车辙能力较基质沥青改性沥青高温性能提高近10℃; 37. 5℃以上,10%～15%掺加量,改性效果最好; 37. 5℃以下,掺量越大,改性效果越好;改性后玻璃化温度升高不明显,掺加20%比例改性剂时,玻璃化转变温度最高提升2. 7℃。相比于基质沥青,改性沥青低温性能略有降低,但高温性能显著提高。     

PEG改性高温煤焦油复掺石油沥青性能

将聚乙二醇(PEG)与煤焦油在70～75℃搅拌共混改性后加入到基质沥青中,通过三大指标、傅里叶红外光谱仪、动态剪切流变实验和扫描差示量热实验对其改性性能进行分析。结果表明,改性沥青针入度和延度降低,软化点升高;根据Lambera Beer定律,定量分析峰面积,36. 12%的聚乙二醇分子参与改性去毒;改性沥青复数剪切模量和车辙因子随温度升高而减小,相位角随温度升高而增大,抗车辙能力较基质沥青改性沥青高温性能提高近10℃; 37. 5℃以上,10%～15%掺加量,改性效果最好; 37. 5℃以下,掺量越大,改性效果越好;改性后玻璃化温度升高不明显,掺加20%比例改性剂时,玻璃化转变温度最高提升2. 7℃。相比于基质沥青,改性沥青低温性能略有降低,但高温性能显著提高。     

基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构分析

为了分析纳米碳粉、橡胶粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)在沥青中的相态结构,首先对基质沥青和改性沥青进行物理性能试验、动态剪切流变试验(DSR),其次借助Han曲线理论和van Gurp-Palmen(vGP)图分析三种改性剂与基质沥青的相容性及相态结构。结果表明:在相同的试验条件下,2%纳米碳粉-18%橡胶粉-1.0%SBS改性沥青(以上均为质量分数)物理性能最佳,高低温性能较优;与基质沥青相比,添加改性剂后沥青材料出现微观相分离现象。在高温条件下,纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构较好,结合SEM照片阐释了改性机理,得出改性剂SBS可以有效改善纳米碳粉和橡胶粉在沥青中的骨架结构,形成三维连续稳定体系。     

纳米碳酸钙/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性沥青的制备及性能

采用纳米CaCO3和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）作为外加剂制备纳米CaCO3/SBS复合改性沥青。通过测试基本物理性能确定了外加剂的最佳掺量,通过流变性能测试、离析试验、荧光显微镜观察及热重分析等考察了沥青的性能及微观形貌。结果表明,两种外加剂复配的最佳比例为5%（质量分数,下同）的纳米CaCO3和4%的SBS;在纳米CaCO3改性沥青中掺加SBS后,复合改性沥青在不同温度下的黏度增大,高温抗车辙能力增强,低温性能得到明显改善,储存稳定性良好;纳米CaCO3分子、SBS分子和基质沥青分子三者具有良好的相容性,经复合改性后沥青的热稳定性增强。     

基于流变学的浓缩胶乳改性沥青的黏弹特性

基于流变学理论研究了低氨浓缩天然胶乳（CNR）改性沥青的黏弹特性，使用动态剪切流变仪对不同CNR添加量的浓缩胶乳改性沥青进行温度扫描试验，从复数剪切模量（G*）、相位角（δ）、复数黏度（η*）及主曲线方面分析了温度及CNR添加量等因素对CNR改性沥青黏弹特性的影响。结果表明，随着温度的升高，CNR改性沥青弹性部分所占比例减小，而黏性部分所占比例增大；增加CNR的添加量可以提高CNR改性沥青的G*和η*，使δ明显降低，同时可以降低其温度敏感性，提高弹性、高温性能和抵抗剪切变形的能力。通过对比主曲线拟合参数参考温度的交叉频率和流变指数，进一步证明增加CNR的添加量可改善CNR改性沥青的黏弹特性，添加量越大，改善程度越高。此外，增加CNR的添加量使得CNR改性沥青从弹性到稳态流动的过程更加平缓，从而确保CNR改性沥青在中等加载时间和温度作用下不易发生脆性破坏。