PPA与聚合物复合改性沥青及混合料性能研究

基于针入度体系性能和多应力蠕变恢复试验评价了多聚磷酸(PPA)与聚合物SBS、SBR复合改性沥青的储存稳定性、流变特性和路用性能,经室内试验研究了PPA复合聚合物改性沥青混合料的路用性能及高温和重载作用下的稳定性。结果表明:掺入1.00%～1.25%PPA可显著提高基质沥青和低掺量SBS、SBR改性沥青的高温性能,改善聚合物改性沥青的高温流变性和热存储稳定性;PPA复配SBR改性沥青混合料的低温性能较优;PPA复合SBS改性沥青混合料的水稳定性、抗永久变形性能优于5%SBS改性沥青混合料,对高温地区重载要求的沥青路面,建议采用PPA与SBS复合改性方案。     

不同改性剂对沥青黏结及抗水损害性能的影响

利用拉拔试验(BBS试验),研究了 5种道路常用改性剂(SBS、橡胶颗粒、TB胶粉、岩沥青、多聚磷酸)及其掺量对沥青内聚性能和黏附性能的影响,并在此基础上进行了 5种改性沥青混合料的肯塔堡飞散试验和浸水汉堡车辙试验.结果表明:SBS改性剂会阻碍沥青与集料表面的黏附,但能够提高沥青的内聚性能,延长沥青的荷载承受能力;橡胶颗粒和TB胶粉均会造成沥青内聚性能和黏附性能的下降,岩沥青能够显著提高沥青的内聚性能和黏附性能,多聚磷酸则会明显降低沥青的水敏感性、改善其黏附性能;不同改性沥青混合料抗松散性能和抗水损害性能的排序为:20％岩沥青改性沥青混合料＞4.5％SBS改性沥青混合料＞0.4％多聚磷酸改性沥青混合料＞基质沥青混合料＞15％橡胶沥青混合料＞20％T B胶粉沥青混合料.     

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。     

SBS改性剂与沥青的相容性分析

分别采用4303、LG501两种SBS改性剂与辽河90#基质沥青进行相容性试验。沥青胶浆性能结果表明两种改性剂与基质沥青相容性良好,在掺量一定的情况下,两种SBS改性剂制成的改性沥青的感温性能、高温稳定性能是4303优于LG501;低温延伸性LG501优于4303;弹性恢复、抗老化性两者性能相当。混合料性能试验结果表明,室内制成的改性沥青与成品改性沥青拌制混合料性能相当,在高温抗车辙方面稍优于取样改性沥青。     

不同疲劳试验中改性沥青混合料疲劳性能对比

使用四点弯曲疲劳试验(4PB)、两点梯形梁疲劳试验(2PB)和overlay tester(OT)试验3种试验方法,对工程上常用的7种沥青混合料疲劳性能进行了测试.结果表明:在3种疲劳试验中,掺加6%(质量分数,下同)SBS的改性沥青混合料疲劳性能均较好,同时掺加10%TB胶粉和3%SBS的改性沥青混合料、掺加4.5%SBS的改性沥青混合料和同时掺加4.5%SBS及0.4%多聚磷酸(PPA)的改性沥青混合料疲劳性能均一般,掺加3%SBS的改性沥青混合料疲劳性能较差,温拌剂改性沥青混合料和埃索基质沥青混合料的疲劳性能最差;提高SBS掺量可以有效地提高沥青混合料的疲劳性能;添加TB胶粉和PPA可以在不同程度上提高SBS改性沥青混合料的疲劳寿命,但其对疲劳性能的影响力逊于SBS;不同试验方法中沥青混合料疲劳性能的排序具有一致性,具体排序稍有不同.     

EMAA/SBS复合改性沥青及混合料的路用性能和自愈性能

为研究离子型聚合物乙烯-甲基丙烯酸甲酯(EMAA)和SBS对沥青及沥青混合料路用性能、自愈性能的影响,分别通过动态剪切流变(DSR)试验和弯曲梁流变(BBR)试验对EMAA/SBS复合改性沥青及沥青混合料的路用性能进行评价,采用自愈合延度试验和DSR疲劳-愈合-再疲劳试验研究复合改性沥青及沥青混合料的自愈性能.结果表明:相比于基质沥青、SBS改性沥青及其混合料,复合改性沥青及其混合料的高温稳定性、耐久性及自愈性能有了显著提升;复合改性沥青及其混合料的低温性能较之SBS改性沥青及其混合料有所降低,但仍满足规范中改性沥青的要求.     

反应型三元共聚物复合改性沥青及其混合料性能研究

采用沥青针入度体系及薄膜烘箱老化试验评价RET复合改性沥青的高低温性能,通过动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)评价RET复合改性沥青的流变特性,基于室内试验对比了RET与不同改性剂复合改性沥青与5%SBS改性沥青混合料的路用性能与抗疲劳耐久性。结果表明:掺加RET使沥青的感温性、抗老化性能、高温流变特性得到显著改善;RET/SBS、RET/橡胶粉复合改性沥青混合料的低温抗裂性和水稳定性明显优于5%SBS改性沥青混合料;RET/SBS复合改性沥青混合料更适用于高温重载地区沥青路面,RET/SBR复合改性沥青混合料在寒冷地区有较好的适用性。     

高模量改性剂的作用机理及应用研究

以70#石油沥青、SBS改性沥青和高模量改性沥青为研究对象,通过流变试验,定量研究了高模量改性剂掺量对沥青黏弹特性的影响,并与SBS改性沥青进行了对比分析,结合荧光显微试验,研究了高模量改性剂的改性机理;基于车辙试验和动态模量试验,分析比较了高模量改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料在路用性能方面的差异.结果表明:高模量改性剂在改善基质沥青的高温性能和黏弹性能方面具有良好的效果,其掺量为6.67％时改性效果优于SBS改性沥青;高模量改性剂颗粒可以在沥青中溶胀发育,形成聚合物链接,改善了沥青的黏弹特性;与SBS改性沥青混合料相比,高模量改性沥青混合料的抵御变形能力更好,在高温地区的使用性能优越.     

基于时间和温度依赖性的SBS/ 多聚磷酸复合改性沥青流变性能研究

为分析多聚磷酸掺量对SBS/多聚磷酸复合改性沥青高温流变特性的影响,对比复合改性沥青与基质沥青、SBS改性沥青流变特性的差异,本文采用SK90号基质沥青、制备4.5%SBS改性沥青以及SBS/多聚磷酸复合改性沥青。对沥青试样进行60℃频率扫描和30℃-60℃温度扫描试验,分析沥青结合料复数模量、相位角随加载频率和温度的变化规律。结果表明:SBS改性沥青、SBS/多聚磷酸复合改性沥青的复数模量值远大于基质沥青,SBS/多聚磷酸复合改性沥青的复数模量随着多聚磷酸掺量的增多而增大;SBS改性沥青和SBS/多聚磷酸复合改性沥青的相位角随荷载作用频率上升而迅速增大;SBS改性沥青和SBS/多聚磷酸复合改性沥青的温度敏感性较基质沥青有了显著的改;3.5%SBS+1.6%PPA复合改性沥青的复数剪切模量大于改性剂掺量为4.5%的SBS改性沥青。     

沥青路面用橡胶沥青混合料低温疲劳性能研究

采用四点弯曲疲劳试验对比研究了普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料和橡胶沥青混合料的低温疲劳性能。结果表明,在温度较低(0℃)时,橡胶沥青混合料的弯曲疲劳性能优于基质沥青和SBS改性沥青混合料,具有较好的抵抗反射裂缝的能力。