包装废EPS改性沥青研究

以回收的包装废聚苯乙烯发泡塑料(EPS)代替普通聚合物改性剂,对基质沥青进行改性,并对改性后沥青性能进行了研究.结果表明,改性后沥青软化点、5℃延度升高,针入度降低,基质沥青综合性能得到明显改善,并通过实验结果以及改性沥青微观结构的分析对包装废EPS改性机理进行了研究.     

包装废PE改性沥青的研究

利用包装废弃物(PE)对沥青进行改性,提高沥青综合性能,同时解决了包装废PE回收利用和沥青性能达不到实际应用要求的问题,试验测得沥青的软化点提高;延伸度、降低针入度,并针对试验结果进行理论分析,研究聚合物(PE)改性机理,有极强的现实意义.     

包装废PE改性沥青高低温性能研究

利用包装废弃物(PE)对沥青进行改性,同时解决了"白色污染"和沥青性能达不到实际应用要求的问题,通过改性沥青的高低温性能进行测试以及试验结果分析,对包装废PE改性沥青的高低温性能的机理进行了研究,表明包装废PE改性沥青具有良好的高低温性能.     

生物油和活化胶粉共混改性老化沥青

为改善再生沥青路面(RAP)的再生混合料性能,将不同掺量微波活化胶粉(ACR)和废食用油(WCO)加入到老化沥青中,对其进行流变性能、微观特性分析。结果表明：WCO不仅可以作为再生剂改善老化沥青,而且还可以作为增溶剂充分溶胀胶粉提升沥青的综合性能;荧光显微镜(FM)分析表明,适量WCO有助于提升胶粉在沥青中的相容性。傅立叶红外光谱(FTIR)结果表明,老化沥青再生过程为物理共混,而胶粉改性过程伴随着少量的化学反应。最后,结合改性再生沥青的流变结果与微观结构,建议WCO和ACR的最佳用量为10%和18%。     

一种新型橡塑合金沥青改性剂的研制及其改性效果的研究

运用熔融共混工艺,将废旧胶粉与废旧聚乙烯(PE)以及少量SBS、助剂混炼得到热塑性弹性体沥青改性剂(TPE),对其进行荧光显微(FM)与红外光谱(IR)分析发现,熔融共混过程以物理作用为主;将所得沥青改性剂加入基质沥青进行改性,常规技术指标测试结果表明,沥青的性能均有大幅提高;利用原子力显微镜对基质沥青、TPE改性沥青进行对比分析,TPE合金的加入造成的沥青质聚集是沥青性能得以改善的重要原因。     

包装废PVC改性沥青防水材料研究

利用回收的啤酒收缩薄膜代替普通聚合物改性剂,对沥青防水基材进行改性.结果表明,改性后沥青综合防水性能得到明显改善,并基于实验结果分析对包装废PVC改性沥青防水性能的机理进行了初步探讨.     

复杂气候条件下胶粉改性沥青的低温性能

我国北方地区夏季高温炎热,冬季寒冷冰冻。沥青路面在施工和使用的过程中,高温易导致老化,低温易发生冻融循环,都会对沥青的性能产生影响。本研究分别对基质沥青和胶粉改性沥青进行短期、长期热老化试验和盐冻循环试验,并对环境影响后的基质沥青和胶粉改性沥青进行弯曲梁流变试验(Bending beam rheometer,BBR),通过弯曲蠕变劲度S和蠕变速率m对比其低温性能的变化规律。同时对不同环境影响后的两种沥青进行原子力显微镜(AFM)观测,比较两种沥青微细观结构的变化情况。结果表明:基质沥青和胶粉改性沥青的低温抗裂性能和抗变形能力受热老化影响严重,季节性冰冻区沥青路面铺设和使用时要注意热老化的控制和预防,从而保证道路的使用寿命;与基质沥青相比,胶粉改性沥青盐冻循环和热老化后的抗变形能力和低温柔性得到改善,其更适合北方寒冷地区使用。     

包装废聚乙烯改性沥青路用性能研究

以回收的包装废弃聚乙烯作为改性剂,对普通道路沥青进行改性,并通过沥青混凝土马歇尔试验实验、车辙实验、抗弯强度试验等,对改性后沥青的路用性能进行了研究,结果表明:包装废聚乙烯改性沥青的稳定性、抗弯强度提高、抗车辙能力增强,沥青路用性能得到明显改善.     

包装废EVA复合改性沥青的研究

以回收的包装废弃聚合物——西服包装袋(主要成分EVA)代替普通聚合物改性剂,通过添加废胶粉对普通道路沥青进行复合改性。结果表明,改性后,沥青的软化点、5℃延度提高,针入度降低,也就是说,复合改性提高了沥青的综合性能。FT-IR分析表明改性过程属于物理共混。通过改性沥青的微观结构分析,对复合改性沥青的高、低温性能进行了研究,表明复合改性剂形成的空间网络结构及其引发的应力剪切作用是产生改性效果的主要原因。     

包装废聚丙烯复合改性沥青防水材料研究

利用回收的包装废弃聚丙烯、废胶粉代替普通聚合物改性剂，采用复合改性的技术方法，对普通沥青进行改性，提高基质沥青的防水性能。结果表明，改性后沥青的软化点、5℃延度提高，针入度降低，不透水性得到明显提高；不同混合比改性效果显示复合改性沥青综合性能优于单一改性剂直接改性。通过FT-IRF、微观结构分析，对复合改性沥青的高、低温性能，抗变形能力进行了研究，表明改性剂的溶胀及其与沥青形成的空间网络结构、银纹支化、应力剪切作用是产生改性效果的重要原因。     

多聚磷酸改性沥青老化前后高温流变性能

基于动态剪切流变(DSR)试验,对老化前后三种改性沥青:多聚磷酸(PPA)改性沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青及SBS-PPA复合改性沥青的高温性能进行分析。结果表明:在不同温度及老化作用下,与SBS改性沥青相比,PPA改性剂对沥青高温流变性能的改善更为突出,沥青中黏性成分减小,弹性成分增加。在SBS改性沥青中添加PPA可以明显增强改性沥青的弹性,降低其黏性,SBS-PPA复合改性沥青的高温性能优于SBS改性沥青。在长期老化下,PPA和SBS-PPA复合改性沥青中由储存模量G′占主导作用转变为损失模量G″占主导作用的温度转化点都较高,温度转化点:PPASBS-PPASBS。对于SBS改性沥青,温度和频率比老化作用对复数模量G*和相位角δ的影响更大,而PPA和SBS-PPA复合改性沥青受老化影响较大,随着老化程度的加深,可以在较宽的温度和频率范围内保持一定的弹性来抵抗变形。PPA改性沥青在老化前后,不同温度和频率下都具有较高的车辙因子G*/sinδ,且老化后G*/sinδ增加的最多,高温抗车辙能力更强,其次是SBS-PPA复合改性沥青。     

基于表面能理论的老化温拌SBS改性沥青结合料的粘附性

在SBS改性沥青中添加Sasobit与Evotherm温拌剂制备得到温拌沥青,对3种SBS改性沥青进行旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)与压力老化(PAV),采用接触角法检测了老化前后温拌SBS改性沥青与蒸馏水、甘油和甲酰胺等3种液体的接触角,探讨了短期老化与长期老化对温拌SBS改性沥青接触角的影响。基于表面自由能理论,得到了温拌SBS改性沥青的表面能及其色散分量和极性分量,研究了老化对温拌SBS改性沥青表面能的影响。结果表明:随着老化程度的加强,温拌SBS改性沥青与水的接触角逐渐增大,疏水性变化明显;原样与Evotherm温拌SBS改性沥青的总表面自由能及其分量均随着老化程度的加强呈降低趋势,其在短期老化阶段的表面自由能下降较为严重;经长期老化,Sasobit温拌SBS改性沥青的极性分量有增大趋势。     

老化对改性沥青微观结构及疲劳性能的影响

为了研究老化对改性沥青微观结构及疲劳性能的影响,通过沥青常规指标测试试验、动态剪切流变（DSR）试验和AFM测试试验,从宏细观角度分析了老化前后苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）改性沥青和胶粉改性沥青的针入度、延度和软化点及疲劳性能、微观结构的变化情况。结果表明：随着老化程度的加深,两种改性沥青的稠度、硬度增加,高温性能得到改善,而温度敏感性变低,低温抗裂性能变差。综合分析针入度比、延度比和软化点比得出胶粉改性沥青的抗老化性能优于SBS改性沥青;随温度的降低、频率的增大和老化程度的加深,两种改性沥青的抗疲劳性能变差;微观结构观测结果显示,SBS改性沥青具有"蜂型结构",老化后"蜂型结构"的体积增大、高度增加、数量减少;胶粉改性沥青没有"蜂型结构",胶粉颗粒与沥青在共混共融过程中发生溶胀、脱硫和降解等行为会影响沥青中"蜂型结构"的形成;老化前后胶粉改性沥青表面形貌粗糙度和高度变化不大;胶粉改性沥青的抗疲劳、抗老化和高温性能总体优于SBS改性沥青。     

基于表面自由能理论研究改性沥青-集料复合材料黏附性能

基于表面自由能理论,首先测定不同沥青、集料与已知试剂的接触角,然后通过相关公式计算得到沥青-集料复合材料的黏附功、剥落功及水稳定性指标ER,并分析老化前后沥青-集料复合材料的黏附性变化。研究结果表明:沥青-集料复合材料的黏附过程和剥落过程均对外放热且自发进行;同种沥青不同集料的复合材料黏附性和抵抗水损害能力排序为沥青-石灰岩沥青-玄武岩沥青-花岗岩,不同沥青同种集料复合材料黏附性强弱和抵抗水损害能力排序为复合改性沥青(CM)-集料胶粉改性沥青(CRM)-集料苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青(SBSM)-集料复合材料;老化后沥青-集料复合材料的黏附性能和抵抗水损害能力均呈现下降趋势,且压力老化(PAV)比旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)更为明显,但老化过程并未改变沥青与集料间的配伍性;对三种改性沥青的SEM图像进行分析,发现老化后沥青与集料界面黏结特性发生变化,导致沥青-集料复合材料黏附能力下降。     

SBS改性沥青超热老化机理及疲劳特性

为了揭示不同超热温度对SBS改性沥青的微观机理及疲劳特性的影响,采用傅里叶变换红外光谱法和凝胶渗透色谱法(GPC)实时追踪扫描了细观尺度下SBS改性沥青在不同超热温度的分子基团的变化规律。通过红外光谱定量分析发现,SBS改性沥青在250℃的老化温度下,与163℃老化相比羰基峰高提高了17倍,峰面积提高了7倍;GPC分析结果表明,随着超热老化温度升高,SBS改性沥青的重均相对分子质量明显降低,GPC峰的扩展值逐渐增大,证明老化程度在增加,因此不同超热温度对SBS改性沥青老化影响显著;通过研究SBS改性沥青混合料组合结构疲劳特性发现,随着超热老化温度的升高,SBS改性沥青混合料的复合梁疲劳寿命逐渐减小,SBS改性沥青超热老化趋势明显,沥青胶结料明显硬化。因此,采取措施降低SBS改性沥青混合料的超热拌和温度,或开发新型抗氧能力强的改性剂替代传统SBS改性沥青的SBS改性剂,对提高SBS改性沥青混合料在钢桥面铺装中的使用寿命具有重要意义。     

耐紫外线老化改性沥青材料的制备与性能研究

制备了环氧树脂改性沥青和掺杂纳米SiO₂的环氧树脂改性沥青,研究了基体沥青、环氧树脂改性沥青、掺杂纳米SiO₂的环氧树脂改性沥青的耐紫外线老化性能。采用物化指标测试、FT-IR和SEM等方法,研究了添加1%,2%和5%(质量分数)纳米SiO₂对环氧树脂改性沥青耐紫外线老化性能的影响。结果表明,加入纳米SiO₂后,改性沥青的软化点和粘度增加;基体沥青、PA-5%EP、PA-EP-1%SiO₂、PA-EP-3%SiO₂和PA-EP-5%SiO₂的FT-IR光谱几乎在所有峰的位置都是相同的,改性沥青与基体沥青相比,结构没有明显变化;当加入纳米SiO₂含量为5%(质量分数)时,改性沥青的粘附力显著提高,此时,纳米SiO₂颗粒较为均匀地分散到基体沥青的宏观分子网络中,形成了稳定的结构;纳米SiO₂的加入能很好地改善沥青的耐紫外线老化效果,PA-EP-5%SiO₂样品的耐紫外线老化性能最优。     

老化SBS改性沥青二次改性再生工艺及机理研究

为研究老化SBS改性沥青的二次改性再生效果,比较不同工艺对再生效果的影响,首先通过常规试验、SHRP试验选择恰当的SBS改性沥青老化模拟方式,然后对添加SBS改性剂、新沥青进行再生的3种工艺展开研究,并借助红外光谱试验分析不同掺加顺序对老化SBS改性沥青再生效果的影响,确定了改性剂及新、旧沥青的最佳比例和最佳工艺。结果表明:采用RTFOT试验进行老化模拟更加方便、科学,RTFOT试验5h获得的改性沥青指标与服务年龄为7年的SBS改性沥青一致;SBS改性剂、新沥青添加顺序与老化沥青再生效果关系密切,先将SBS改性剂和新沥青混合制备改性沥青,再将改性沥青与老化沥青混合的工艺可使再生沥青性能最佳,其中SBS最佳掺量为4%,新、旧沥青质量比为2。     

纳米粘土/聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性沥青短期老化前后性能研究

为探究纳米粘土与聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青的流变特性和抗老化性能,采用物理试验、动态剪切流变(DSR)、多应力蠕变回复试验(MSCR)和弯曲梁流变试验(BBR),对旋转薄膜烘箱加热老化试验(RTFOT)前后的不同纳米粘土掺量的纳米粘土/SBS复合改性沥青进行对比,探讨短期老化前后不同纳米粘土掺量下纳米粘土/SBS复合改性沥青的抗老化性能。结果表明:添加纳米粘土能明显地提高SBS改性沥青的高温、低温性能和抗老化性能;随着纳米粘土掺量的增加,纳米粘土/SBS复合改性沥青短期老化后的抗车辙因子、不可恢复蠕变柔量等性能指标不同程度改善;十六烷基三甲基溴化铵活化的纳米粘土表现出较好的化学活化效果和抗老化性能。