多聚磷酸改性沥青结合料高温流变性能

通过沥青针入度、软化点、延度、四组分试验和动态剪切流变(DSR)试验,研究多聚磷酸(PPA)改性沥青结合料的高温流变性能,并与基质沥青和SBS改性沥青结合料进行对比.结果表明:PPA的掺入使沥青结合料高温流变性能指标明显改善,随PPA掺量的增加,沥青结合料软化点升高,针入度降低,复数剪切模量增大,相位角减小,车辙因子增大,说明PPA的掺入使沥青结合料高温性能得到提高;DSR试验证明,可以用1.0%(质量分数,下同)PPA代替4.0%SBS来改善沥青结合料的高温性能,并且PPA掺量几乎每增加0.5%,高温PG等级就提高1个等级.PPA的掺入使结合料中沥青质含量明显增加,胶质含量明显减少,采用PPA作为改性剂可以提高沥青结合料的高温抵抗变形能力.     

多聚磷酸改性沥青流变性能及改性机制研究

利用动态黏弹力学方法,在动态剪切流变仪上通过动态黏弹试验和稳态流动试验并结合Carreau模型研究多聚磷酸(PPA)对改性沥青流变性能的影响,通过胶体组分变化和红外谱图分析探究PPA对沥青的改性机制。结果表明:在试验频率范围内,PPA改性沥青的存储模量G′和损失模量G″随频率的增加而增大,PPA掺量越大沥青的弹性性质越明显,说明PPA可有效改善沥青的模量和高温抗车辙性能;相同频率下,G′明显小于G″且模量差值随PPA掺量的增大、温度的降低及频率的增大而呈现逐渐减小的趋势;PPA的掺加使沥青的临界剪切速率γc大幅度降低,且掺量越大γc越小,沥青对外部剪应力的敏感性变大;与基质沥青相比,随PPA掺量的增大,沥青胶体成分中轻组分含量减少,沥青质含量大幅增加,PPA改性沥青红外谱图中增加了1 026cm-1处的特征吸收峰(P—O单键和P O双键的伸缩振动峰),说明PPA对沥青的改性是通过发生化学反应进行的。     

多聚磷酸复合改性沥青低温性能

通过5℃延度试验、25℃针入度试验和小梁弯曲蠕变试验(BBR),研究了不同种类的多聚磷酸(PPA)改性沥青和PPA复合改性沥青(PPA+SBS,TB+PPA+SBS)的低温性能.结果表明:PPA掺量的增加有利于提高埃索70#的低温性能,PPA对伊朗70#的低温性能有害,对沥青胶结料的改性结果与沥青的化学组分有很大的关系;随着PPA掺量的增加,PPA+SBS的低温性能先升高后降低,对PPA+SBS的低温性能不利;对于TB+PPA+SBS,从软化点变化来看,PPA的掺加有利于提高其高温性能,总体上PPA对PPA+SBS,TB+PPA+SBS的低温性能影响较小,二者的低温性能主要由胶粉和SBS掺量决定,胶粉可以明显提升PPA复合改性沥青的低温性能.     

水性环氧树脂对SBR改性乳化沥青老化前后性能的影响

采用水性环氧树脂（WER）对SBR改性乳化沥青进行复合改性,分析不同WER掺量的SBR改性乳化沥青老化前后的基本物理性能、流变性能,并进行红外光谱分析。结果表明,加入WER后,SBR乳化沥青的高温稳定性明显增强,针入度和延度减小,软化点升高;WER可以提高SBR改性乳化沥青的抗老化性能,而且这种效果随着WER掺量的增加而更加明显,建议WER的掺量应控制在9%～15%。     

有机蛭石与纳米二氧化钛复配改性沥青的抗老化性能研究

研究了有机蛭石与纳米TiO2复配改性剂对沥青物理性能和流变性能的影响,并分析不同老化方式下复配改性剂对沥青抗老化性能的改善效果。结果表明,复配改性剂对沥青的物理性能和流变性能影响较小。复配改性剂的加入可以达到同时改善沥青耐热氧和紫外光老化性能的目的,但是改善效果受复配掺量的影响较大,不同掺量的复配改性剂对沥青的短期和长期热氧老化性能都有改善效果,而耐紫外光老化性能的改善只在特定的复配改性剂掺量下才能体现。综合热氧老化和紫外光老化性能数据,复配改性剂的最佳掺量为1%的有机蛭石和3%的纳米TiO2。     

基于红外光谱的多聚磷酸复配 SBS 改性沥青微观机理研究

以基质沥青、改性剂、抽出油、稳定剂、多聚磷酸(PPA)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为原材料,采用高速剪切机制备了PPA复配SBS改性沥青,通过红外光谱试验,探讨了其微观机理。结果表明:(1)基质沥青的官能团因其性质的不同差异较大,SK90#基质沥青较其他两种基质沥青更易于与多聚磷酸发生化学反应。(2)随着PPA掺量的增加,沥青中IS=O对应的极性亚砜官能团会产生偶极,并与沥青中的其他偶极发生相互作用和关联,进而提高沥青的黏度。(3)随着PPA掺量的增加,SBS颗粒大小逐渐统一,颗粒结构逐渐分布均匀,融为一起形成网络结构,显著提高了SBS改性沥青的高温存储稳定性。     

特立尼达湖沥青改性沥青的制备及耐老化性能研究

针对传统沥青改性剂价格昂贵、配伍性差及对沥青耐老化性能改善有限等缺点,采用特立尼达湖沥青(TLA)对基质沥青进行改性,通过正交试验确定了TLA改性沥青的最佳制备参数为:剪切时间40 min、剪切温度170℃、剪切速率5000 r/min;对经老化后的不同掺量TLA改性沥青的三大指标及黏度测试发现,随着TLA掺量的增加,改性沥青物理性能及耐老化性能显著提高;综合动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验、沥青四组分及红外光谱分析,对比不同掺量TLA的改性效果,结果表明:TLA改性沥青的高、低温性能,胶体稳定性及耐老化性较基质沥青均有明显提高。     

一种温拌剂对SBS改性沥青性能影响研究

研究了一种自制温拌剂对SBS改性沥青的物理性能和燃烧性能的影响,并通过动态剪切流变仪(DSR)温度扫描试验分析自制温拌剂对SBS改性沥青流变性能的影响。针入度、延度、软化点试验结果表明:自制温拌剂的加入能使沥青的稠度增加,能降低沥青的温度敏感性,提高沥青的高温性能;极限氧指数试验结果表明:温拌剂的加入能提高SBS改性沥青的阻燃性能;温度扫描试验结果表明:与SBS改性沥青相比,掺加6%温拌剂的SBS沥青有更大的复合模量、车辙因子、疲劳因子,更小的相位角,这说明温拌剂的加入提高了SBS改性沥青的车辙性能和疲劳性能。     

再生剂对老化沥青性能的影响研究

废旧沥青混合料在利用过程中需加入再生剂以保证其路用性能,将再生剂按不同掺量掺入2种抽提获得的老化沥青中,测试再生剂对老化沥青基本物理性能和流变性能的影响。结果表明:掺入再生剂后,老化沥青的针入度、延度增大,软化点降低,以恢复未老化改性沥青指标为标准,确定再生剂的最佳掺量为4%;再生剂可显著改善老化沥青的施工和易性与低温抗裂性,但降低老化沥青的高温稳定性。     

LDHs/SBS改性沥青混合料性能的研究

采用不同LDHs改性剂掺量的LDHs/SBS改性沥青制备LDHs/SBS沥青混合料,通过一系列试验,研究了LDHs改性剂不同掺量对LDHs/SBS沥青混合料性能的影响。研究结果表明:沥青混合料的稳定性随LDHs掺量增加而提高并且体积性能指标不变;LDHs的加入能改善沥青混合料的水稳定性,但加入量超过5%时改善能力减弱;随着LDHs掺量的增加,沥青混合料的高温抗车辙性能提高。     

The research for high-performance SBR compound modified asphalt

The high-performance SBR compound modified asphalt can be made with the addition of polyphosphoric acid (PPA), styrene–butadiene rubber (SBR) and sulfur. The effects of PPA, SBR, sulfur on the physical properties, the dynamic rheological properties, the high-temperature storage stabilities, the morphologies and the internal structures of asphalts were studied, respectively. The high-temperature storage stability of SBR-modified asphalt can be improved significantly with the addition of PPA and sulfur by the gelation effect and the dynamical vulcanization. The addition of SBR to the pure PPA modified asphalt improved the low-temperature physical properties with unfavourable effects on the resistance to rutting. The addition of sulfur to the PPA/SBR-modified asphalt improved the rheological properties and the adhesion of modified binders to stone matrix. The optimal proportion of PPA, SBR, sulfur can improve the properties of asphalt roundly.     

多尺度纳米材料对沥青流变和老化性能的影响

采用布氏旋转黏度、动态剪切流变和弯曲梁流变试验,同时结合红外光谱试验对比研究了多尺度纳米材料对不同老化状态下4种沥青——SK-70和Alfa-70基质沥青、SBR和SBS改性沥青(SBRMA, SBSMA)流变性能的影响.结果表明:4种沥青经多尺度纳米材料改性后,布氏旋转黏度、复数模量及车辙因子均得到不同程度的提高;长期热氧和光氧老化后的疲劳因子降低,即抗疲劳性能得到改善,且对SBRMA的改善最明显.相比未改性沥青,多尺度纳米材料改性后4种沥青在各种老化方式下的复数模量老化指数均降低,而且SBSMA和SBRMA这2种聚合物改性沥青老化前后的丁二烯指数差值也降低,即4种沥青的耐热氧和耐光氧老化性能同时得到有效改善,且对SBRMA的改善效果最好.多尺度纳米材料提高了2种基质沥青的低温连续等级温度,但同时在一定程度上降低了2种聚合物改性沥青的低温连续等级温度.     

Storage stability and compatibility of asphalt binder modified by SBS graft copolymer

The performance of styrene–butadiene–styrene (SBS) triblock copolymer modified asphalt binder at high temperature can be improved significantly with the addition of SBS-g-M grafted with vinyl monomer under γ-rays irradiation. The dynamic mechanical properties of SBS modify asphalts binder before and after graft has been characterized by use of dynamic shear rheometer. It has been found that the added content of SBS-g-M has great effect on the rheological properties of the binder and its high temperature performance was improved while its temperature susceptibility was reduced in compare with SBS modified asphalts binder. It also has been confirmed that the morphology observed by fluorescence microscopy revealed the compatibility between SBS-g-M and asphalt and the storage stability of binder was improved significantly compared with SBS modified asphalt binder. As a consequence, the use of SBS grafted with polar monomer can be considered a suitable alternative for modification of binder in pavement.     

沥青老化方式对沥青性能的影响

为了研究沥青老化过程中氧气的存在是否对沥青老化后的性能有影响,该文通过选取SK-70和PJ-90两种沥青在薄膜烘箱和真空干燥箱的老化下,对其加热前和加热后的质量变化、针入度、软化点以及沥青的四组分的变化进行了研究。研究表明,不管老化条件是有氧还是无氧,老化后的沥青的性能发生了明显的变化,针入度变小,软化点升高,饱和分和芳香分减少,胶质与沥青质增加。只是,氧气的存在加速了沥青的老化进程。     

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。     

Micro-structural and rheological characteristics of SBS-asphalt blends during their manufacturing

Two styrene–butadiene–styrene block (SBS) copolymers which differ in weight average molecular weight and two base asphalts (from local crude source, Argentina) had been blended under different experimental conditions. Rotational viscosity, fluorescence microscopy, size exclusion chromatography (SEC) and FT-IR spectrometry were used in order to study the rheological and morphological changes of the blends during their manufacturing. Our results show that the high shear rate and temperature used during this procedure induce the SBS copolymer degradation and the degradation fragments distribution into maltenic asphalt phase. These events are responsible for the observed changes. The optimal time which produces the best rheological properties of modified asphalt depends on the blend composition and on the shear rate used.     

Preparation and rheological characterization of asphalt binders reinforced with layered silicate nanoparticles

Bentonite clay (BT) and organically modified bentonite (OBT) were used to reinforce and modify a bituminous paving asphalt binder. The modified asphalt binders were produced by melt processing under sonication and shearing stresses. The interlayer spacing of silicate layers in bentonite, organically modified bentonite and the modified asphalt binders were analyzed by wide angle X-ray diffraction (WAXD). The softening point, viscosity and ductility of the modified asphalts were tested as a function of clay content and clay type. The dynamic shear rheological tests showed that the modified asphalts have higher rutting resistance. Bending beam rheometer (BBR) test results for aged specimens (through rolling thin film oven (RTFO) and pressure aging vessel (PAV)) indicated that adding BT and OBT can significantly improve low temperature rheological properties and cracking of asphalt.     

几种改性沥青疲劳破坏评价指标及性能研究

为研究改性沥青的疲劳破坏演化规律,采用动态剪切流变仪(Dynamic Shear Rheometer,DSR),对岩沥青/SBS复合改性沥青(RA/SBS)、岩沥青/胶粉复合改性沥青(RA/CR)、岩沥青改性沥青(RA)和SBS改性沥青(SBS)进行温度扫描试验和考虑荷载控制模式(应力/应变)的时间扫描试验。基于表象法和耗散能理论,获得多种物理指标随荷载作用次数(N)的变化曲线;通过分析曲线变化规律系统地研究本研究改性沥青的疲劳行为,确定多种疲劳破坏指标(G*sinδ、TF、Nf50、Nfm、Nm、N2和Np20),并将其应用于改性沥青的疲劳性能评价与寿命评估;全面分析和客观评价不同疲劳破坏指标的评价效果,确定适用于本研究改性沥青的疲劳失效判定标准。研究结果表明：不同疲劳破坏指标对本研究改性沥青的疲劳性能评价效果存在显著差异,疲劳寿命依赖于时间扫描试验的荷载控制模式;同一种加载模式下,应用多种疲劳破坏判定指标对改性沥青进行疲劳寿命排序的结果具有一致性,添加5%岩沥青和2%SBS的RA/SBS是应力控制模式下的最佳抗疲劳性能掺配;添加5%岩沥青和18%胶粉的RA/CR是应变控制模式下的最佳抗疲劳性能掺配;增加RA/CR中的胶粉掺量,降低岩沥青掺量,可显著改善复合改性沥青的疲劳性能。通过疲劳破坏指标的几何位置判定可知,Nf50和Nfm贴近于改性沥青的完全疲劳破坏状态,可将其作为本研究改性沥青的疲劳破坏判定标准。     

基于等针入度的增塑沥青混合料路用性能对比研究

中国北方地区经常出现由于温度低而导致路面开裂的情况,为了解决这一问题,在SBS改性沥青中掺加邻苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑剂,在等针入度条件下,确定了增塑剂的最佳用量,对比研究了不同沥青及沥青混合料的路用性能.结果表明:增塑剂使沥青延度得到大幅提升,针入度变大,软化点和黏度降低;增塑剂使沥青混合料高温稳定性下降,抗低温性能提高;增塑SBS改性90~#沥青混合料的抗冻融开裂性能最优.