多聚磷酸/丁苯橡胶复合改性沥青的抗紫外老化性能

通过动态剪切流变试验、四组分试验和红外光谱测试沥青中的组分胶体指数差值和官能团结构指数,考察了分别由多聚磷酸(PPA)、丁苯橡胶(SBR)及SBR/PPA复合物改性沥青的抗紫外老化性能,探讨了老化的机理。结果表明,PPA的添加有效改善了沥青的高温流变性能,改性沥青的抗车辙因子和相位角的变化幅度较小。PPA或SBR/PPA复合改性沥青在紫外老化前后的胶体指数差值较小,而后者羧基和亚砜基指数的增大幅度要小于前者,丁二烯基指数的减小幅度小于SBR改性沥青。综合来看,PPA/SBR复合改性沥青的抗紫外老化性能优于基质沥青和PPA或SBR改性沥青。     

常温紫外老化对沥青物理性能影响研究

沥青路面由于其良好的路用性能在我国公路建设得到广泛应用,但其在服役期间受到紫外环境因素的影响容易发生老化,从而导致路用性能衰减。在氧气浓度与年平均温度不高、车流量不大的滇西北高海拔地区,沥青路面同样也出现了严重的老化现象,这与紫外光主导的老化密切相关。因此,针对该地区特殊自然环境开展常温条件下紫外光老化研究,对改善沥青路面的耐久性具有重要意义。采用25℃作为室内模拟紫外老化的试验温度,研究常温下紫外光对沥青老化的影响。该文通过对比基质沥青和SBS改性沥青经不同紫外老化时长处理后技术指标的变化,分析了紫外光对两种沥青的影响。结果表明,基质沥青和SBS改性沥青在抗紫外老化效果上存在较为明显的差异,相对于基质沥青,SBS改性沥青表现为更优异的抗紫外老化能力。     

响应面法优化制备LDHs-CRMA复合改性沥青及其表征

采用熔融共混法,以克拉玛依90^#沥青为原料,Mg-Al水滑石(LDHs)与废橡胶粉(CR)作为改性剂,制备了具有抗紫外老化性能的水滑石/废胶粉复合改性沥青(LDHs/CRMA),并对其软化点、针入度指数(PI)、延度进行了测试。通过Hassan数学方法将三个指标“归一化”得到总评“归一值”,采用响应面分析法建立总评“归一值”与各因素之间的Box-Behnken数学模型,得到了LDHs/CRMA的最优制备工艺条件为：剪切温度173℃、剪切时间89 min、剪切速率3500 r/min。通过紫外老化模拟实验对复合改性沥青的抗老化性能进行了评价,结果表明,引入水滑石可以减少沥青老化过程中含氧官能团的产生,抗紫外老化性能得到了明显提高。     

4,4'-二硫代二吗啉交联丁苯橡胶改性沥青的抗紫外老化性能

为了考察紫外老化对交联丁苯橡胶改性沥青的性能及微观结构的影响,用4,4′-二硫代二吗啉对丁苯橡胶改性沥青进行交联改性,通过对不同老化时间下交联改性沥青的物理性能试验,并结合微观结构分析及图像处理的方式,借助拟合结果综合分析了紫外老化过程中改性沥青的性能和微观结构及其面积比的变化。结果表明,在紫外老化7～21 d的过程中,老化速率较快且各项性能变化明显,老化28 d后试样的微观溶胀面积比从21.41%减少至13.11%,沥青与改性剂的稳定两相"海-岛"交联体系结构逐渐被破坏。溶胀面积比的变化趋势与针入度、软化点和旋转黏度的拟合程度较高,但与延度的变化不存在明显规律。长期紫外老化后交联改性沥青的低温性能严重下降,不适用于高紫外辐射且寒冷的地区。     

SBS改性沥青紫外老化研究

将不同老化时间、老化方式的SBS改性沥青的饱和分、芳香分、胶质、沥青质和SBS改性剂分离出来,用傅立叶红外光谱分析各组分的结构变化以研究SBS改性沥青的紫外老化机理.结果表明：紫外老化后,SBS改性沥青的饱和分和芳香分含量下降、胶质和沥青质含量上升、胶体不稳定指数上升;羧基和亚砜基含量增加,说明光氧化产生了极性官能团.     

不同相容剂掺量下沥青改性效果研究

以减三糠醛抽出油为相容剂,90#沥青为基质沥青,LG501S为改性剂,考察了相容剂的不同掺入量(占基质沥青质量)0,1.0%,2.0%,3.0%,4.0%,5.0%对改性沥青性能的影响,分析了增加相容剂掺入量沥青相与SBS相的形态特征。结果表明,增加相容剂掺入量后,改性沥青针入度、弹性恢复逐渐升高,软化点、针入度比逐渐降低,经过旋转薄膜烤箱(RTFOT)后,改性沥青5℃延度、5℃老化后延度逐渐增加,提高了改性沥青的延伸性能。随着相容剂掺入量的增加,改性沥青的高温抗车辙因子能力降低,低温抗裂性能提高;改性剂SBS在沥青中的粒径逐渐减小,分布律逐渐增加,使改性沥青的储存稳定性得到显著提高。     

纳米TiO2对沥青及沥青混合料性能影响研究

为掌握纳米TiO2对沥青及沥青混合料性能的影响,基于DSR和BBR试验分别分析纳米TiO2改性沥青紫外老化前后高低温性能变化规律,进而制备沥青混合料对其高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行试验研究.结果表明:纳米TiO2能改善沥青高温性能,但对其低温性能有不利影响;纳米TiO2能有效改善沥青抗紫外老化性能,且掺量越高改...     

高粘弹橡胶沥青及其SUP13混合料的工程应用

为优化路用改性沥青的粘弹性能以及改善传统橡胶沥青的难加工性、性能不稳定性和高成本等问题，采用微纳胶粉复合SBS制备了高粘弹橡胶沥青，并工程化应用于高速公路SUP13上面层。结果表明，与常规路用SBS改性沥青相比，高粘弹橡胶沥青的低温模量较低、高温模量较高，其混合料高低温性能都优于常规SBS改性沥青混合料，而且耐老化性能和水稳定性均优异。工程应用效果表明，高粘弹橡胶沥青具有类似SBS改性沥青的易加工易施工特点，适合用于国内西部高等级沥青路面的铺筑及推广应用。     

基于MSCR试验评价SBS改性沥青的老化特征

为研究SBS改性沥青在不同老化程度时的性质,该文制备了5种不同SBS含量的改性沥青,利用薄膜烘箱试验(TFOT)、压力老化试验(PAV)进行模拟老化,通过多应力重复蠕变恢复试验(MSCR)等方法分析不同老化程度时的流变学特征。研究结果表明：MSCR可以反映改性沥青与基质沥青在流变学性质上的不同;改性沥青的老化程度与老化温度并非严格正相关,当拌和温度大于163℃时,老化程度明显加快,R对改性剂的老化敏感性强于J_nr;高SBS含量的改性沥青具有更优的整体性能,但是随着老化程度的加深,改性剂带来的性能优势逐渐弱化。     

基于不同基质沥青的多聚磷酸复配SBS改性沥青性能评价

以镇海,埃索,SK三种90#基质沥青为原料,分别掺入多聚磷酸(PPA)、聚合物SBS两种改性剂,采用高速剪切法在室内制备多种复配改性沥青材料.通过常规指标测试、重复蠕变试验、疲劳性能分析、粘度试验,对不同掺量复合改性沥青的路用性能进行评价,从而确定改性剂的最佳掺量,并选择适用于复合改性沥青生产的基质沥青.结果表明:PPA的掺入使得改性沥青温度敏感性降低,高温性能以及抗疲劳性能显著提高;PPA的最佳掺量为1％,此时复合改性沥青的性能达到最优;适用于掺入PPA进行改性的基质沥青为SK90#最优,埃索90#次之,镇海90#最差;SK90#基质沥青掺入3.5％ SBS和1％的PPA所复配的改性沥青经济效益较普通SBS改性沥青更为优异.     

SBS改性沥青老化特性研究

为研究SBS改性沥青的老化特性,首先对SBS改性剂在热氧和真空加热条件下分别进行模拟老化,分析不同老化条件下SBS的宏观和微观结构变化,然后通过三大指标、多重应力蠕变恢复试验(MSCR)和红外光谱分析SBS改性沥青的老化特性。结果表明:相较于真空加热,热氧老化后的SBS发生严重的交联反应,失去了其原有的弹性和韧性;同时由其制备的改性沥青也出现改性剂颗粒凝聚现象,且高低温性能均有所下降;从官能团的变化可以看出,热氧老化使沥青中的碳元素以及SBS改性剂中丁二烯的■键与氧气反应生成含有羰基的酮、醛类物质。综上可得,热氧老化会引起SBS改性剂的降解和特性损失,同时使基质沥青发生氧化硬化,进而对SBS改性沥青的性能产生影响。     

基于储存稳定性的橡胶改性沥青制备工艺

为了制备储存稳定性良好的橡胶改性沥青,基于高温混炼工艺,使用聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段聚合物(SBS)、芳烃油、辛烯聚合物橡胶反应剂(TOR)、稳定剂与橡胶粉对基质沥青进行复合改性。提出了橡胶改性沥青的制备方法,分析了改性剂对沥青常规性能和流变特性的影响,并通过荧光试验观察改性剂在沥青中的分散效果。研究结果表明:添加质量分数为25%的40目(380 μm)胶粉可以明显提高沥青的高温性能;180 ℃下剪切60~90 min后溶胀发育60 min可以得到稳定性良好的橡胶改性沥青;加入相容剂和稳定剂可以提高胶粉的溶胀与分散程度,改性剂之间对沥青性能的影响存在协同作用;复合改性沥青具有良好的弹性恢复能力和高温抗变形性能;橡胶粉、SBS在沥青中的溶胀程度和分散均匀性是影响沥青常规性能和储存稳定性的直接因素。     

油页岩改性沥青微观机理与性能分析

采用荧光显微镜实验研究油页岩改性沥青的微观结构,通过流变实验(DSR)测试高、低温对其流变性能影响,利用沥青三大性能指标实验、粘度实验和旋转薄膜加热实验分析油页岩改性沥青的路用性能。结果表明,油页岩的添加能让SBS改性剂与基质沥青达到更好的共融状态,且能有效提高SBS改性沥青的高温稳定性、粘附性和抗老化性能,但会降低其低温抗裂性能;DSR实验表明掺入适量油页岩能明显提升复合改性沥青的复数剪切模量和车辙因子,且油页岩矿粉掺量越多,增幅越大。     

热老化作用下废机油改性沥青高温流变性能研究

为探究热老化作用下废机油(WEO)改性沥青的高温流变性能,通过动态剪切流变(DSR)试验和多应力蠕变恢复(MSCR)试验,研究了长期老化后不同废机油掺量(5％,10％,15％)的改性沥青高温流变特性.流变性能测试表明:随着废机油掺量的提高,老化沥青的相位角δ逐渐增大,复数剪切模量G*和车辙因子G */sinδ逐渐减小;同时老化沥青的不可恢复蠕变柔量,Jnr增加,恢复百分比R下降,抵抗变形能力和变形恢复能力下降.三大指标测试表明:废机油改性剂可以提高沥青的低温性能和抗老化性能.质量分数为10％的废机油改性沥青在长期老化后其高温性能仍能达到基质沥青水平,但掺量过高,沥青的高温性能下降严重.     

公路工程中的改性沥青及其应用研究

现代化的公路交通逐渐呈现货车轴载增大、车流量大幅增加以及渠化行驶普遍等特点,因此要求公路沥青路面具备更好的高温抗车辙、低温抗开裂以及耐磨损等路用性能,以延长公路服役年限,减少后期维修费用,而通过改性剂对沥青进行改性是关键举措之一。该文分析了沥青改性的必要性及其应用特性,介绍了改性沥青的主要类型。从SBR改性沥青、SBS改性沥青以及硅藻土改性沥青等常见改性沥青出发,总结论述了当前公路工程中的改性沥青材料应用与研究现状。基于目前改性沥青在公路应用中存在的不足,提出了未来改性沥青的研究热点,包括复合改性剂改性沥青、废旧材料改性沥青以及纳米材料改性沥青等。     

油页岩改性沥青微观机理与性能分析

采用荧光显微镜实验研究油页岩改性沥青的微观结构,通过流变实验(DSR)测试高、低温对其流变性能影响,利用沥青三大性能指标实验、粘度实验和旋转薄膜加热实验分析油页岩改性沥青的路用性能。结果表明,油页岩的添加能让SBS改性剂与基质沥青达到更好的共融状态,且能有效提高SBS改性沥青的高温稳定性、粘附性和抗老化性能,但会降低其低温抗裂性能;DSR实验表明掺入适量油页岩能明显提升复合改性沥青的复数剪切模量和车辙因子,且油页岩矿粉掺量越多,增幅越大。     

废胶粉复合高黏改性沥青制备与性能研究

通过复配废胶粉助溶剂和添加增黏剂制备了性能优越的废胶粉高黏改性沥青,采用锥入度、软化点、延度、布氏黏度常规性能指标,借助动态剪切流变试验(DSR)和小梁弯曲蠕变试验(BBR)对其高温抗车辙能力及低温流变特性进行了研究。结果表明,当废胶粉、助溶剂、增黏剂掺量分别为20%,5%和3%时,所制改性沥青满足高粘沥青黏度指标;改性剂的加入提高了改性沥青车辙因子(G*/sinδ)和m值,降低了相位角(δ)和劲度模量(S),有效提升了改性沥青的高温性能和抗老化性能,低温性能也有所改善;所制备改性沥青的PG分级为PG82-24。     

废旧改性沥青的再生利用

以欢喜岭AH-90沥青为基质沥青,采用添加5%SBS改性剂的方法制得符合JTJ036-98 I-C标准的改性沥青。通过薄膜烘箱对其进行一次老化,获得废旧沥青。对废旧沥青加入再生剂和SBS,制得再生沥青;对其进行二次老化。结果表明再生沥青抗老化性能稍优于原改性沥青,表明废旧沥青可以通过再生的方法得到重新利用。     

微藻油改性沥青耐老化性能研究

为缓解石油沥青短缺局势,探索微藻油用于沥青改性可行性及改性沥青长期性能,将微藻液经降解、离心、萃取得到微藻油并制备改性沥青。通过不同微藻油掺量下改性沥青延度、软化点和黏度确定微藻油最佳掺量,通过高低温流变试验、混合料路用性能试验分析微藻油改性沥青经旋转薄膜烘箱(RTFOT)短期老化、压力老化容器(PAV)长期老化和紫外老化后性能变化并与SBS改性沥青对比,借助红外光谱分析微藻油改性沥青分子结构组成。结果表明:微藻油掺量为30%(外掺质量分数)时,改性沥青延度达到最大值,软化点和黏度满足改性沥青要求;微藻油改性沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青经RTFOT短期老化后性能差异不显著,微藻油改性沥青耐PAV长期老化和耐紫外老化性能优于SBS改性沥青,尤其是耐紫外老化性能更优。红外分析表明两种改性沥青均含有乙烯基双键、芳香族C—H、甲基和亚甲基等类似成分,但芳香族C—H、伸缩C—C成分含量存在差异。微藻油改性沥青比SBS改性沥青增加的酰胺不饱和基团和羧基利于改性沥青形成网络分子结构。     

新型反应性沥青改性剂技术性能研究

RET是美国杜邦公司研发的一种新型沥青化学改性剂,通过与沥青中的分子和官能团发生化学反应,从而达到改善沥青使用性能的效果。通过分析研究不同种类改性沥青的Superpave性能试验结果及老化前后的低温PG分级温度及质量损失,表明RET改性剂能够明显改善沥青的高温稳定性和低温抗裂性。