基于测力延度试验的SBS改性沥青老化特征评价指标

采用不同时程的室内薄膜烘箱试验模拟SBS改性沥青的老化过程,对不同老化时间的SBS改性沥青进行常规试验、动态剪切流变试验及测力延度试验,分析针入度、软化点、车辙因子及测力延度相关指标与SBS改性沥青老化时间的相关性,同时分析这些指标与SBS改性沥青中SBS含量的相关性.试验与分析结果表明：针入度、软化点及车辙因子等指标与SBS改性沥青中SBS含量及老化时间的相关关系具有一致性,无法有效地区分SBS含量和老化时间对SBS改性沥青性能的影响;测力延度试验中的韧性指标与SBS含量正相关,且与SBS改性沥青老化时间负相关,是判别SBS改性沥青老化特征的有效指标.     

用测力延度试验评定聚合物改性沥青低温性能

利用自制测力延度仪对SBS,SBR,EVA,PE聚合物改性沥青的低温测力延度特性分别进行了测试研究,分析了聚合物种类及掺量对聚合物改性沥青延度、最大拉力和粘韧性等低温测力延度指标的影响.试验结果表明:随PE,EVA含量的增加,聚合物改性沥青最大拉力变大,而SBS和SBR含量对聚合物改性沥青最大拉力几乎没有影响;SBS,EVA含量的增加会明显提高聚合物改性沥青的粘韧性;聚合物改性沥青粘韧性指标与弯曲流变梁(BBR)试验蠕变劲度指标存在较好的相关性,因此聚合物改性沥青粘韧性指标可用来评价其低温性能.     

PPA复合改性沥青混合料抗紫外光与热老化性能研究

为了提高SBS、SBR聚合物改性沥青混合料的抗热老化和紫外光老化性能,按照室内与高寒高海拔区热、紫外光辐射总量相等的原则进行室内多聚磷酸改性沥青及其混合料模拟老化试验,研究了多聚磷酸(PPA)及多聚磷酸与低剂量聚合物改性沥青抗热老化和紫外光老化性能。结果表明,PPA复合改性沥青的5℃延度随热老化和紫外光老化时间延长而减小,热老化5 h后延度趋于稳定,紫外光老化12 h后延度趋于稳定;抗车辙因子和软化点随紫外光老化时间延长而增大。随着紫外光老化时间延长,改性沥青混合料的高温性能先提高后降低,低温抗裂、疲劳性能呈下降趋势,PPA对基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青混合料的抗紫外光老化作用改善效果显著,PPA可作为高紫外光辐射区沥青路面抗老化剂使用。     

蒙脱土/SBS复合改性沥青性能研究

将蒙脱土(MMT)与SBS改性沥青熔融共混,制备了系列蒙脱土/SBS复合改性沥青.通过扫描电镜(SEM)和X线衍射(XRD),分析了蒙脱土/SBS复合改性沥青的微观结构,利用旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)研究其热氧老化性能.结果表明:在高速剪切作用下,MMT与SBS在基质沥青中均匀分散,形成剥离型与插层型纳米复合结构;MMT对SBS改性沥青物理性能的影响主要表现为针入度降低、软化点升高、延度减小,使其抗高温形变能力显著提高,但对其低温性能不利;老化后基质沥青软化点升高,SBS改性沥青软化点变化不大,而MMT/SBS复合改性沥青软化点降低;与SBS改性沥青相比,MMT/SBS复合改性沥青的抗老化性能明显提高.     

SBS改性沥青在不同老化状态下的多次再生评价

针对轻度老化、临界老化及PAV压力老化状态的SBS改性沥青进行多次老化与再生试验研究,通过针入度试验、测力延度试验、弹性恢复率试验对多次老化与再生SBS改性沥青进行评价。结果表明,多次老化与再生后SBS改性沥青的针入度减小,老化再生次数越多,老化越严重,SBS改性沥青越难恢复到老化前的针入度水平,典型的流变特性消失。测力延度试验拉伸柔量、延伸度、韧性比及弹性恢复率指标对老化条件、老化再生次数较为敏感,多次老化与再生后SBS改性沥青的低温性能显著降低。建议对轻微老化和临界老化状态的SBS改性沥青进行3次以上再生及严重老化状态的SBS改性沥青进行2次以上再生时,可作为老化的普通沥青使用。     

改性沥青抗紫外老化性能研究

对TOFT老化后的SBS改性沥青、SBR改性沥青和橡胶改性沥青进行不同时间的紫外老化,老化后进行测力延度试验。实验结果表明,沥青的紫外老化发生于紫外照射的4个月～8个月内,沥青的低温性能下降了50%左右。通过韧性比指标发现,老化后改性沥青低温性能排序为:SBS>橡胶> SBR。     

东北地区用SBR替代SBS改性沥青实验研究

通过对SBR、SBS的改性机理进行分析及室内对比实验,证明SBR改性沥青不仅在高温性能、感温性及抗热老化性上表现良好,而且在低温抗裂性上具有非常好的改性效果,大大优于相同掺量SBS对基质沥青低温性能的改性效果,可以取代SBS在东北地区实际工程中的应用.通过改变SBR的掺加量来寻求SBR改性沥青的最佳路用性能,确定SBR最佳掺加量为3%～4%.SBR改性沥青具有良好的使用效果和相对低廉的价格.     

基于相对分子质量和热性质的改性沥青微观性能研究

在90#基质沥青中加入一定比例的SBS,SBR,稳定剂和糠醛抽出油,分别制备成4种改性沥青并对其进行旋转薄膜烘箱试验和压力老化试验,得到短期老化和长期老化状态下的沥青样品.采用凝胶渗透色谱试验、差示扫描量热试验和热重试验,对改性沥青样品相对分子质量和热性质进行研究.结果表明:单掺SBR的改性沥青样品结构最不稳定,耐老化性能最差;稳定剂组和糠醛抽出油组改性沥青样品在老化过程中的大分子分解和小分子聚合得到了抑制,温度稳定性得到了提高;4种改性沥青样品在升温过程中质量损失主要分为小于200℃,200~420℃及420~550℃这3个阶段,其中第3个阶段反应最剧烈,质量损失速率最大.     

SBS类改性沥青低温性能评价及指标相关性分析

通过25℃针入度试验、5℃延度试验和小梁弯曲蠕变试验(BBR),对15种沥青进行低温性能评价和排序,并通过输出Person相关系数和线性拟合,对25℃针入度、5℃延度与PG低温分级温度进行相关性分析.结果表明:SBS类改性沥青的低温性能较基质沥青有不同程度的提升,其中TB+SBS类复合改性沥青以及高掺量橡胶粉沥青的低温性能最为优异;5℃延度同PG低温分级温度的相关性很低,说明用5℃延度来评价SBS类改性沥青低温性能存在局限性;25℃针入度与PG低温分级温度的相关性比5℃延度与PG低温分级温度的相关性高,25℃针入度与改性沥青低温性能的相关性有待进一步研究.     

SBS改性沥青混合料老化低温性能研究

为深入探讨SBS改性沥青混合料低温性能,通过SBS改性沥青混合料老化后的低温弯曲试验,分析了老化作用对SBS改性沥青混合料低温性能的影响。     

基于MSCR试验的石墨烯复合橡胶改性沥青抗老化性能研究

为了评价石墨烯复合橡胶改性沥青(GRS)的高温抗变形能力随老化时间的变化规律,分别选取SBS改性沥青、橡胶复合改性沥青及石墨烯复合橡胶改性沥青,进行原样及热氧老化20h(TFOT5h+PAV20h)、40h(TFOT5h+PAV40h)和60h(TFOT5h+PAV60h)的多应力重复蠕变试验(MSCR).结果表明,在...     

沥青混合料损伤愈合性能的多尺度评价

采用宏观与细观相结合的方法评价了沥青混合料的损伤愈合性能,以半圆弯拉试验为基础,同时使用数字散斑相关法(DSCM)研究了老化程度、损伤度、愈合时间和愈合温度对沥青混合料损伤愈合性能的影响.结果表明:宏观与细观指标的变化规律表现出相似特征;随着老化程度的加深,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料的损伤愈合性能逐渐变差,基质沥青混合料损伤愈合性能变化不明显,长期热老化后沥青混合料的愈合率与经过紫外复合老化后的沥青混合料接近;随着损伤度的加深,基质沥青混合料与SBS改性沥青混合料的损伤愈合性能明显降低,基质沥青混合料的损伤愈合性能优于SBS改性沥青混合料,SBS改性沥青混合料的损伤愈合性能受损伤度的影响更显著;愈合温度越高,愈合时间越长,沥青混合料的损伤愈合性能越好.     

Effect of organo-montmorillonite on aging properties of asphalt

Effects of organo-montmorillonite (OMMT) on thermo-oxidative and ultraviolet (UV) aging properties of asphalt were investigated. The results show that the viscosity aging index (VAI) and softening point increment (ΔS) of OMMT modified asphalt decrease significantly due to introduction of OMMT, and the ductility retention rate of the modified asphalt is also evidently higher than that of the pristine asphalt after thin-film oven test (TFOT) and pressure aging vessel (PAV) aging. In the meantime, both VAI and ΔS of the modified asphalt are obviously lower than that of the pristine asphalt after UV aging. Furthermore, compared with the pristine asphalt, the results of dynamic shear rheometer (DSR) testing exhibit smaller changes in rut factor (G*/sin δ) after TFOT and lower fatigue factor (G*sin δ) after PAV for the modified asphalt, which suggests that the effect of thermo-oxidative aging on dynamic rheological behaviors of the modified asphalt is restrained due to introduction of OMMT.     

耦合老化作用下混合料中SBS改性沥青的老化行为研究

通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲流变试验(BBR),测试了老化前后苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的复数模量G*、相位角δ、劲度模量S和蠕变速率m,对比研究了热、紫外光、荷载3种环境因素两两耦合老化对SBS改性沥青性能的影响,并用红外光谱(FTIR)分析了经不同耦合老化方式作用后SBS改性沥青的官能团变化情况.结果表明:光热耦合作用对SBS改性沥青老化程度的影响相对严重,其余2种耦合老化下沥青老化程度较小;3种耦合方式对SBS改性沥青官能团的影响不同,光热耦合老化后的沥青主要表现为丁二烯键的断裂和羰基增加,热荷耦合老化主要使沥青中羰基增加,光荷耦合老化主要使沥青中部分丁二烯基的降解和羰基微量增加.     

紫外吸收剂插层蒙脱土对沥青老化性能的影响

采用有机插层剂对钠基蒙脱土进行有机化处理,得到有机蒙脱土(OMMT),分别将其与不同类型的紫外吸收剂(UVA)进行复合插层,制备得到UVA插层OMMT,并通过X射线衍射试验对UVA插层OMMT的结构进行了表征;同时通过熔融共混法,制备了 UVA插层OMMT改性沥青,并采用常规性能试验、薄膜烘箱老化试验和紫外光(UV)老化试验,研究了 UVA插层OMMT改性沥青的物理性能、耐热氧老化性能和耐UV老化性能,评价了不同类型UVA插层OMMT对沥青耐老化性能的影响.结果表明:不同类型UVA插层OMMT对沥青的耐热氧老化性能和耐UV老化性能均具有改善作用,其中UV328插层OMMT改性沥青和UV326插层OMMT改性沥青的耐老化性能较优,原因一是OMMT的片层结构阻止了热和氧向沥青内部扩散,原因二是UV328插层OMMT和UV326插层OMMT具有较大的插层率,从而增强了 UVA插层OMMT对紫外光屏蔽与吸收的协同作用.     

不同试验方法的老化沥青疲劳性能研究

通过旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)和压力老化试验(PAV),对70~#基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青、高黏沥青(HV)和基于化学改性原理的SBS/橡胶复合改性沥青(SRC)进行短期老化和长期老化,采用温度扫描试验、时间扫描试验、多重应力蠕变恢复(MSCR)试验和线性振幅扫描(LAS)试验对4种沥青的疲劳性能进行了研究.结果表明:SRC沥青的疲劳性能和抗老化能力最佳;温度扫描试验不能很好地区分不同沥青的疲劳性能差异;时间扫描试验可有效表征4种沥青的疲劳性能,但其耗时较长;MSCR试验中出现了平均弹性恢复率(R_(0.1)和R_(3.2))在长期老化之后大于短期老化之后的情况,其指标规律性和适用的沥青范围尚不明确;LAS试验可以表征沥青在重复荷载作用下的累积损伤发展过程,得到的损伤特征曲线和疲劳方程可有效评价各种沥青的疲劳性能.     

老化作用下沥青混合料的疲劳及自愈合性能

通过四点弯曲疲劳试验,分析了老化作用下苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料和基质沥青混合料的疲劳及自愈合性能.结果表明:老化作用显著削弱了沥青混合料的抗疲劳性能,SBS改性沥青混合料的抗疲劳性能优于基质沥青混合料;老化程度和损伤程度对沥青混合料的自愈合能力影响最为显著;适当延长愈合时间和适宜的愈合温度可以提高沥青混合料的愈合率,但老化程度和损伤程度会削弱其自愈合能力;未老化条件下,基质沥青混合料的自愈合能力大于SBS改性沥青混合料,而老化条件下SBS改性沥青混合料表现出较强的自愈合能力.因此选用SBS改性沥青混合料作为路面材料可以提高沥青路面的抗疲劳及自愈合性能.     

废机油残留物再生沥青的抗老化性能

以废机油残留物(REOB)作为沥青再生剂,从REOB自身、REOB再生沥青及REOB再生沥青混合料3个层次进行老化性能研究.通过延时薄膜烘箱老化试验(TFOT)(老化时间分别为5、10、15、20、25h),测定了REOB再生沥青、RA5再生沥青和基质沥青的质量及黏度变化,并采用弯曲梁流变试验评定3种沥青老化后的低温性能;利用对应的3种沥青混合料设计铺筑了室内足尺试验路面层,并采用自主研发的回转式加速加载试验系统(RALT)在常温及高温下开展了路面加速加载试验来评估其长期抗疲劳性能.结果表明:REOB再生沥青的抗短期老化性能(TFOT老化时间不超过10h)比RA5再生沥青好,但不如基质沥青,而其抗长期老化性能(TFOT老化时间不少于15h)最差;在长期老化后,REOB再生沥青因劲度急增且应力松弛性能骤降从而极易导致低温开裂;高温老化明显加剧了REOB再生沥青混合料路面在RALT加速加载条件下弯沉值的增长,使其在3种路面中最易发生疲劳破坏,说明将REOB用于再生沥青路面时,易使路面出现过早过度破坏.     

改性剂对改性沥青防水卷材性能的影响

分别对SBS、SBS/SBR、SBS/APP改性沥青及其防水卷材的性能进行分析测试,试验结果表明,采用SBS/APP复合改性可改善SBS改性沥青防水卷材的耐高温和热老化性能。