胶粉复配RET改性沥青老化前后流变特性与老化机理

采用动态剪切流变和弯曲梁流变试验,研究了胶粉复配反应性弹性体三元共聚物(RET)改性沥青经历短期及长期老化前后的高低温流变特性,并与SBS复配RET改性沥青进行了对比;通过原子力显微镜对胶粉复配RET,SBS复配RET改性沥青老化前后的改性机理进行了初步分析.结果表明:胶粉、RET的掺入能改善沥青老化前后的高温性能;相比于SBS复配RET,胶粉复配RET对短期老化前后沥青的高温性能改善更显著,且长期老化后其劲度模量增长幅度更低;随着RET掺量的增加,胶粉复配RET,SBS复配RET改性沥青老化前后的高温抗变形能力随之增强,其低温性能变化不大;胶粉复配RET改性沥青的微观形态中出现明显的"黑白斑点"结构,相较于SBS复配RET改性沥青,胶粉复配RET改性沥青老化后的黏结力与耗散能提高,弹性模量降低,抗老化性能更好.     

老化对改性沥青宽温度域黏弹特性的影响EI北大核心CSCD

采用红外光谱与凝胶渗透色谱研究改性沥青的老化机理,并依托宽域温度扫描试验,检测沥青材料在20~140℃内的线性黏弹特性变化,讨论短期老化与长期老化的影响规律.结果表明:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青是典型的两相材料,其老化过程由沥青相氧化硬化与SBS相氧化裂解耦合组成;沥青相老化时吸收氧气发生聚合,相对分子质量逐渐增大,沥青逐渐变硬变弹;SBS相老化时吸氧裂解,相对分子质量逐渐变小,沥青逐渐变软变黏,2种行为同时存在,共同影响改性沥青的黏弹特性;温度较低时,沥青硬化作用占优,老化后相位角下降,模量上升;温度较高时,SBS裂解作用占优,老化后相位角上升,模量不变甚至下降;短期老化中,SBS裂解作用较为明显,长期老化中,沥青硬化作用占据上风.     

沥青老化前后微观与宏观力学性能的对比研究

采用原子力显微镜(AFM)、动态剪切流变(DSR)试验,对比研究了SBS改性沥青与70~#沥青老化前后微观表面力学性能与宏观力学性能的变化.研究发现,室温下SBS改性沥青与70~#沥青微观表面均出现了类似蜂型的微观结构,且老化后蜂型结构聚集,70~#沥青表现更为突出;SBS改性沥青较70~#沥青微观力学性能更加稳定,从微观层面上证明了SBS改性沥青具有更好的抗老化性能,同时采用DSR试验对二者进行了对比研究,在宏观力学行为上也得出相同结论.对沥青微观表面杨氏模量与储存弹性模量进行线性回归拟合,结果显示二者显著相关,表明沥青微观表面杨氏模量对沥青储存弹性模量具有直接影响.     

老化对胶粉和SBS改性沥青流变性能的影响

为研究短期老化作用对胶粉(CR)改性沥青和SBS改性沥青流变性能的影响,通过旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)对CR改性沥青和SBS改性沥青进行短期老化,然后在不同温度和荷载频率下进行动态剪切流变试验(DSR),结合扫描电子显微镜(SEM),对CR改性沥青和SBS改性沥青的流变性能和微观结构进行了研究.结果表明:老化前橡胶粉及SBS改性剂都能与沥青达到良好共融,老化后SBS改性剂与沥青的界面结合状况却差于橡胶粉与沥青的界面结合状况;老化作用使CR改性沥青和SBS改性沥青由储存模量G′(弹性)占主导作用转向由损失模量G″(黏性)占主导作用的温度转化点向高温转移;短期老化作用在高温下对SBS改性沥青产生的影响较大;短期老化前后,CR改性沥青较SBS改性沥青具有更强的高温抵抗变形能力和抗车辙能力;随加载频率增大,2种改性沥青的高温抗车辙能力都得到增强.     

基于介电性质的沥青抗老化性能量化表征与分析

通过对热氧老化前后的90^#基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青进行三大指标、布氏黏度、频率扫描、线性振幅扫描和介电常数测试,研究了老化前后沥青基础指标、流变学指标、疲劳性能及沥青组分的变化情况,量化了短、长期老化后各指标的变化情况,并建立了沥青组分与性能指标之间的量化关系.结果表明：采用三大指标描述沥青老化程度时,针入度指标评价最为合理;基质沥青的黏度、温度敏感性、复数剪切模量主曲线和抗疲劳性能受热氧老化的影响大于SBS改性沥青;基质沥青的黏度和温度敏感性在短期老化过程中变化更明显,SBS改性沥青的黏度和温度敏感性在长期老化过程中变化更明显;2种沥青的抗疲劳性能和复数剪切模量的衰减主要发生在长期老化过程中;采用介电常数对沥青组分进行划分,并以此关联沥青老化前后性能变化的分析方法是可行的.     

不同老化状态下SBS改性沥青的低温性能分析

采用低温小梁弯曲(BBR)试验,同时结合Burgers模型对不同老化状态下的SBS改性沥青进行低温性能分析,验证了PG低温分级和黏弹性指标间的相适应性,发现短期老化对星型SBS改性沥青的低温性能有利以及SBS改性沥青存在蠕变速率不足的问题.利用傅里叶红外光谱FTIR技术定量分析了老化对SBS改性沥青官能团的影响,并对沥青各项物理化学指标间的相关关系进行了研究,结果表明:SBS改性沥青的低温性能与脂肪长链指数有关,脂肪长链指数越小,SBS改性沥青的低温性能越好.     

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.     

基于凝胶渗透色谱法的改性沥青中SBS降解行为研究

为了探明改性沥青中SBS(苯乙烯-丁二烯嵌段聚合物)在施工及使用过程中的老化行为,通过对改性沥青在RTFOT、PAV老化前后的凝胶色谱分析研究了SBS的降解过程.结果表明:改性沥青经历RTFOT老化后有少量SBS交联结构发生降解,对沥青仍具有较好的改性效果:改性沥青经历PAV老化后SBS发生严重降解,平均分子质量显著下降,部分SBS丧失对沥青的改性效果:线性和星型2种类型SBS的老化程度不同;荧光显微观测试验结果与GPC分析结论一致,证明GPC分析方法能有效表征SBS的降解过程.     

高黏SBS改性沥青的流变性能与化学特性

为研究SBS掺量、稳定剂含量和老化对高黏SBS改性沥青流变性能与化学特性的影响,针对SBS掺量和稳定剂含量不同的高黏SBS改性沥青,分别采用动态剪切流变仪(DSR)和凝胶渗透色谱(GPC)试验对老化(短期老化和长期老化)前后的改性沥青进行流变性能与化学特性分析.结果 表明:相位角主曲线可以很好地表征高黏SBS改性沥青在老化过程中的流变性能;高黏SBS改性沥青中由于广泛的交联作用,使得SBS中形成了大量共价键,因此即便是长期老化,仍有足够数目的共价键来维持SBS结构的完整性;相比无稳定剂的SBS改性沥青,稳定剂的添加大幅度改善了高黏SBS改性沥青的性能,但在已有稳定剂的基础上再增加稳定剂的含量对其性能的提升有限;SBS掺量高的改性沥青需要更长的搅拌时间,以保证SBS在沥青中发生充分溶胀;稳定剂含量高的改性沥青也需要更长的搅拌时间,使SBS分子之间发生交联作用.     

有机蒙脱土对沥青抗紫外老化性能影响的研究

阐述了沥青的老化机理,采用红外光谱法研究了有机蒙脱土对沥青抗紫外老化性能的影响,结果表明,SBS改性沥青、有机蒙脱土改性沥青和有机蒙脱土SBS改性沥青经紫外老化后都会发生老化反应,但有机蒙脱土SBS改性沥青的抗紫外老化能力明显高于前两者。     

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.     

SBS，SBR改性沥青抗紫外线老化性能对比

对低温性能较好的SBS,SBR这2种改性沥青在薄膜烘箱老化试验(thin film oven test,TFOT)以及经不同时长紫外线老化后的性能进行了室内试验分析对比.结果表明,SBR改性沥青原样及经薄膜烘箱老化后,其低温延展性能明显优于SBS改性沥青,但在接受一定时间的紫外线照射后,SBR改性沥青的低温延度发生骤减,相同温度下其延度不及SBS改性沥青,说明SBS改性沥青的抗紫外线老化性能比SBR改性沥青好,这为高寒、高海拔地区沥青路面改性剂的选择提供了新的参考.     

SBS改性沥青老化性能分析

采用针入度、软化点、延度和弹性恢复等常规性能试验以及粘度、DSR和BBR等SHRP性能试验对SBS改性沥青的性能老化规律进行了系统评价,结果表明,SBS改性沥青的老化包含了两个部分,基质沥青的老化和SBS改性剂的劣化,但是二者的相互保护作用也有效的提高了SBS改性沥青的抗老化性能。     

SBS C9石油树脂改性沥青的研究

选择SBS改性剂与C9石油树脂对辽河90#基质沥青进行改性,通过常规试验、梁弯曲流变(BBR)试验考察了该改性沥青的感温性能、高温稳定性能、低温抗裂性能和抗老化性能,并利用电子显微镜对其结构进行了观察.结果表明:当SBS-C9石油树脂的质量分数为5%时,SBS-C9石油树脂改性沥青的感温性能、高温性能均优于SBS改性沥青,而低温性能、抗老化性能与之相差不大;C9石油树脂可提高SBS改性剂与基质沥青之间的结合力及SBS改性剂对基质沥青的约束力,使之形成新的交联网络结构.     

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.     

2种改性剂对沥青表面形貌的影响

为了研究改性剂对沥青表面形貌的影响,利用原子力显微镜(AFM)对基质沥青、SBS改性沥青以及Sasobit改性沥青老化前后的表面形貌进行测试.结果表明:SBS改性沥青"蜂状结构"数量及所占面积比基质沥青更小,表面更粗糙,Sasobit改性沥青"蜂状结构"为细长形,数量很少,表面粗糙度很大;3种沥青老化后"蜂状结构"均表现为体积增大,数量增加,表面粗糙度增大;SBS改性剂可以提高沥青的高温稳定性及短期抗老化能力;Sasobit改性剂能够改变沥青的晶体结构分布,提高沥青抗老化性能;单个"蜂状结构"平均面积变化情况能较好地评价沥青老化特性.     

OMMT掺量对SBS改性沥青路用性能的影响研究

通过一定的剪切工艺,制备出OMMT为不同比例的OMMT/SBS复合改性沥青,对其各项技术性质进行了试验研究。结果表明：OMMT能显著改善SBS改性沥青的高温性能、感温性能、存储性能、老化性能;通过添加OMMT的方法,可以获得性能优良的SBS改性沥青。