脱油沥青复合改性沥青混合料性能评价研究

利用脱油沥青(DOA)生产道路沥青是行之有效的技术方案。考察了制备方式对DOA/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青混合料性能的影响,评价了复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳性能,并分析了其经济性。结果表明,掺入DOA能提高沥青混合料的高温性能,但对混合料的低温抗裂性、疲劳性能和水稳定性有消极影响;DOA改性沥青与SBS复合后,混合料的低温性能、水稳定性及疲劳性能均有所改善,高温性能更为优异。综合考虑混合料的路用性能,确定合理的DOA掺量为20%(质量分数)。DOA/SBS复合改性沥青不但保证了路用性能要求,而且还能有效地降低成本,经济效益显著,可以应用于公路工程。     

PPA/LSBR复合改性沥青及混合料性能研究

为研究多聚磷酸(PPA)和液体丁苯橡胶(LSBR)复合改性沥青与混合料路用性能,选用2.0%掺量的LSBR和0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的PPA进行复配,采用针入度、软化点、延度、旋转黏度以及四组分试验,分析了改性沥青基本性能、感温性能以及组分变化;通过车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验以及冻融循环试验,研究了复合改性后混合料的路用性能变化。结果表明,PPA可以有效改善LSBR改性沥青的温度敏感性,高温性能得到提升;随着PPA含量的增加,沥青质逐渐增加,胶质减小,导致沥青黏度增加;PPA/LSBR复合改性沥青混合料动稳定度较LSBR提高了77.2%,表现出良好的高温性能,破坏应变和冻融劈裂比较LSBR分别减小了6.1%与2.79%,但仍高出SBS改性沥青混合料2.0%与2.3%,其综合性能最佳。     

道路改性沥青的技术研发与展望

本文介绍了道路改性沥青技术的研发历史和现状,指出了研发以功能性改性剂的化学改性沥青技术,以及采用低价格、性能更好的改性剂和简单的生产设备及工艺以降低综合生产成本是今后沥青改性技术的发展趋势。     

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。     

基于流变学的SEBS/橡胶粉复合改性沥青低温性能研究

为提高橡胶沥青在寒冷地区的路用性能,选用SEBS改性剂对橡胶沥青进行复合改性,在保持橡胶粉掺量一定的情况下制备不同SEBS掺量的复合改性沥青,通过弯曲梁流变仪(BBR)对沥青低温性能进行测定,并引入蠕变速率劲度比(m/S)和低温连续分级温度(T_(LC))对不同SEBS掺量的复合改性沥青低温性能进行评价。结果表明,SEBS改性剂可显著降低沥青蠕变劲度,使沥青低温柔性得到改善,且温度越低改善效果越明显;短期老化后复合改性沥青的柔性和应力松弛能力均未出现明显降低,表明短期老化后沥青仍能保持较好的低温性能,SEBS对沥青抗老化性能具有改善作用;掺加SEBS改性剂后,m/S值有所提高,低温连续分级温度显著降低,表明SEBS/橡胶粉改性沥青具有优越的低温性能,通过综合比选得出SEBS最佳掺量为6%。     

Tourmaline改性沥青混凝土路面降温性能研究

为解决夏季沥青路面温度过高问题,研发了tourmaline改性沥青,制备了tourmaline改性沥青混凝土。从试件制备、试验仪器、测温点及隔热方式等方面确定了最合理的路面测温试验方法,在此基础上,系统研究了外界温度及tourmaline掺量和类型对tourmaline改性沥青路面降温性能的影响规律,并对tourmaline改性沥青混凝土的降温机理与路用性能进行了分析。结果表明,tourmaline可显著降低沥青路面的温度;外界温度越高,tourmaline对沥青混凝土的降温效果越好;随tourmaline掺量的增加,tourmaline改性沥青混凝土的降温性能不断提高,当掺量超过17%时,其降温性能变化不明显;tourmaline负离子粉的降温性能较tourmaline粉更佳,其降温性能随负离子释放量的增大而提高,当负离子释放量超过5 000 ions时,tourmaline的降温性能相差不大;tourmaline的添加能够显著改善沥青混凝土的高温性能、低温性能及水稳定性等路用性能。     

聚氨酯预聚物改性沥青的制备及其流变行为

为了赋予基质沥青良好的物化性能,增强其在不同环境条件下的适应性,采用聚氨酯预聚物对基质沥青进行改性。基于选择的原材料,首先采用正交试验和直观分析法确定了聚氨酯预聚物改性沥青的最佳制备工艺参数,在此基础上,通过分析聚氨酯预聚物掺量对改性沥青3大指标、韧性、存储稳定性和粘度指标的影响,确定了聚氨酯预聚物改性剂的最佳掺量。其次,借助动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR),对比分析了聚氨酯预聚物改性沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青和基质沥青的流变行为。试验结果表明,聚氨酯预聚物改性沥青的最佳制备工艺参数为单位制备量400 g、剪切速率4 000 r/min、剪切温度150℃和剪切时间40 min;综合考虑改性沥青3大指标、韧性、存储稳定性、粘度指标和经济性,推荐聚氨酯预聚物改性剂最佳掺量为6%;较其它3种沥青,聚氨酯预聚物改性沥青在52～82℃温度区间内具有最优的高温性能,但其对温度的敏感性最强。同时,聚氨酯预聚物改性沥青在交变应力作用下的弹性性能略低于弹性性能最优的SBS改性沥青。此外,聚氨酯预聚物改性沥青的低温流变性能略低于低温性能最优的SBR改性沥青。     

聚合物复合改性沥青及其胶浆流变性能

采用动态剪切的流变试验、弯曲梁的流变试验和测力延度试验等流变力学实验方法,对未老化复合改性沥青及其胶浆性能开展试验研究。结果表明复合改性沥青的高温流变力学性能优于常规SBS改性沥青。兼顾高、低温性质的复合改性沥青胶浆适宜的粉胶比为1.4粉胶比上限范围为1.6。     

基于灰关联熵分析法的高粘改性沥青关键指标

为了研究高粘改性沥青关键指标对排水沥青混合料性能的影响,选取SBS改性沥青、TPS高粘改性沥青和自主研制高粘改性沥青,采用灰关联熵分析法,分析了高粘改性沥青多种指标对排水沥青混合料高温抗车辙能力和抗水损害能力的影响。结果表明:高粘改性沥青混合料的动稳定度和劈裂强度比分别为SBS改性沥青混合料的2倍和1.2倍,因此能显著增强排水沥青混合料的高温以及水稳性能。沥青的零剪切粘度与混合料动稳定度的灰熵关联度为0.983,对排水沥青混合料的高温性能影响最大;沥青的粘韧性、韧性与混合料劈裂强度比的灰熵关联度分别0.991和0.989,对排水沥青混合料的水稳性能影响显著。建议采用沥青的60℃零剪切粘度、粘韧性和韧性作为评价高粘改性沥青的关键性指标。     

石墨烯/SBS复合改性沥青性能研究

借助控制变量法研究工艺参数对复合改性沥青性能的影响,以确定复合改性沥青的最佳制备工艺。而后,研究了石墨烯对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青物理性能、贮存稳定性、低温性能、抗老化性能及流变性能的影响。利用荧光显微镜对石墨烯/SBS复合改性沥青改性机理进行分析。结果表明：石墨烯/SBS复合改性沥青的最佳制备工艺为：剪切速率4000r/min、剪切温度180℃、剪切时间70min。石墨烯的掺入显著地改善了SBS改性沥青的高温性能、抗老化性能及贮存稳定性,但对低温性能略有不利影响;石墨烯/SBS复合改性沥青中石墨烯的最佳掺量为0.06%;石墨烯插入SBS网状结构之间,并与SBS小分子相互缠结,产生稳定的物理交联,使高温下沥青分子链段活动性受阻,从而改善沥青性能。     

介孔硅藻改性沥青机制与改性沥青性能

以介孔硅藻为改性剂改性制备了不同掺量的介孔硅改性沥青,通过IR、SEM、OM对其改性过程及其改性机制进行了微观分析,并根据IR、SEM以及沥青四组分的分析结果绘制出改性过程模型图,利用TG及针入度、软化点、延度等测试方法对不同掺量介孔硅改性沥青与原质沥青的相关性能进行了比较。结果表明:介孔硅改性沥青的过程没有明显的化学变化,主要为介孔硅物理吸附沥青的过程,介孔硅由于多孔、比表面积大的特性更易吸收沥青中流动性强、分子量小的溶剂组分(饱和组分及芳香组分)到其内部孔隙和周围,它们在温度降低时冷凝硬化与介孔硅相互固定形成均匀稳定的整体,这是介孔硅改性沥青高温性能提高的主要原因;介孔硅藻的掺量与改性沥青性能并不呈正相关,改性沥青的温度敏感性和低温性能会随着掺量的增加而变差,介孔硅质量分数为13%时,介孔硅改性沥青的综合性能相对较好。     

基于温拌沥青性能的不同温拌剂效能评价

为研究不同温拌剂对沥青性能的影响,促进温拌沥青技术的推广应用,选择Sasobit、Aspha-min、ZYF三种温拌剂和SK90#沥青、SBS改性沥青,通过针入度、软化点、延度试验、旋转黏度试验、动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验系统地研究不同温拌剂对沥青性能的影响,并根据沥青指标的变化确定ZYF温拌剂的合理掺量。结果表明:Sasobit和Aspha-min可以改善沥青的高温性能,但对低温性能不利;ZYF温拌剂略微降低沥青的高温性能,但能显著改善其低温性能;Sasobit和ZYF温拌剂可显著降低沥青的高温粘度,Aspha-min温拌沥青的粘度略微增大;ZYF温拌剂的合理掺量为沥青用量的4%。     

道路常用温拌改性剂现状与路用性能评价

针对工程使用温拌剂时缺乏明确的参考依据,系统调查了国内外温拌剂应用状况,确定温拌改性技术主要分类以及目前常用温拌剂种类,全面评价了Sasobit、Aspha-min、Evotherm与EC120等4种常用温拌剂对沥青混合料高温性能、低温性能以及水稳定性等路用性能的影响。结果表明:几种温拌剂的降温效果均可达到30℃,Sasobit和EC120温拌剂对沥青混合料高温稳定性均有不同幅度提高,最大提高幅度在30%以上,4种温拌剂对沥青混合料低温性能略有影响,对水稳定性的影响均不大。     

不同类型SBS改性剂复合改性沥青性能影响研究

为对比苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性剂的结构类型、嵌段比、拉伸模量对复合改性沥青高低温性能影响情况及原因,选取4种不同类型的SBS改性剂,根据类型进行复合改性,对单掺、复合改性沥青的常规性能进行测试,结合傅里叶红外光谱图、荧光显微镜观察图以及扫描电镜观察图对其性能差异原因进行分析。结果表明：不同类型SBS改性剂的复合改性机理仍为物理改性,性能差异的原因是改性剂类型的区别使聚合物颗粒发育后内部交联结构和分散程度的不同;复合改性后星型改性剂因微团聚作用将线型SBS进行交缠、裹挟形成结构更强、颗粒更大的结构,而两种线型聚合物复合改性后分散性更好;结构类型对复合改性沥青性能影响相较于嵌段比、拉伸模量更显著。     

基于抗裂层材料的马歇尔试验评价方法研究

针对现有马歇尔试验方法在抗裂层材料应用中研究的不足,根据旋转压实试验结果进行不同次数的马歇尔击实试验,以孔隙率作为评价指标,确定了抗裂层材料马歇尔试验最佳击实次数为双面击实75次。通过将旋转压实和马歇尔试验结果进行回归,并结合抗裂层材料特点和相关技术规范,确定了适用于抗裂层材料马歇尔试验的技术要求,得到了最佳油石比为7.5%,与旋转压实试验结果7.6%接近。试验结果表明:研究的抗裂层材料马歇尔试验方法具有一定的准确性和可靠性。研究结果可为科学合理地确定抗裂层材料最佳油石比和抗裂层材料在我国道路提质改造中的推广应用提供重要参考。     

基于抗裂层材料的马歇尔试验评价方法研究

针对现有马歇尔试验方法在抗裂层材料应用中研究的不足,根据旋转压实试验结果进行不同次数的马歇尔击实试验,以孔隙率作为评价指标,确定了抗裂层材料马歇尔试验最佳击实次数为双面击实75次。通过将旋转压实和马歇尔试验结果进行回归,并结合抗裂层材料特点和相关技术规范,确定了适用于抗裂层材料马歇尔试验的技术要求,得到了最佳油石比为7.5%,与旋转压实试验结果7.6%接近。试验结果表明:研究的抗裂层材料马歇尔试验方法具有一定的准确性和可靠性。研究结果可为科学合理地确定抗裂层材料最佳油石比和抗裂层材料在我国道路提质改造中的推广应用提供重要参考。     

生物粘合剂在废旧沥青材料再生应用中的研究进展

为充分利用道路行业以及建筑行业每年产生的大量废旧沥青材料,改善传统路面再生技术对旧料利用率低且对环境造成的不良影响,介绍了一种将生物粘合剂用于废旧沥青材料再生的方法。重点阐述了由猪粪热解得到的生物粘合剂对回收的废旧沥青材料和回收沥青瓦的改性再生方法,以及再生后材料的路用性能,指出存在的问题和未来进一步研究建议。现有研究表明,生物粘合剂加入到废旧沥青材料中能有效降低其粘度,改善其和易性,显著提高废旧沥青材料含量大的混合料的低温抗裂性和抵抗疲劳开裂性能,且其水稳定性和抗车辙性能均能满足规范要求,相比传统沥青路面旧料的再生利用方法具备优良的环境、经济和实施效益。将生物粘合剂用于废旧沥青材料再生行业具有广阔的发展前景,可以为在我国铺面工程中的研究应用提供参考。