Terminal Blend胶粉改性沥青的复合改性研究

采用室内试验分析了岩沥青和SBS掺量对Terminal Blend胶粉改性沥青(TB沥青)性能的影响;采用荧光显微镜及表面能测试仪研究了岩沥青和SBS对于溶胶沥青的增强作用及增强机理.结果表明:岩沥青与SBS在提高TB沥青高温性能的同时,可在一定程度上保留其低温性能中的突出特点;TB岩沥青(内掺20%(质量分数,下同)岩沥青+20%橡胶粉)的PG分级可达PG 76-28;车辙试验表明掺量为2.0%的SBS与TB岩沥青(内掺10%岩沥青+10%橡胶粉)复合后的SBS/TB岩沥青改性沥青高温性能高于SBS掺量为4.5%的SBS改性沥青(PG 76-22),从而有效降低了SBS掺量;表面能试验与TSR试验结果均表明TB沥青的黏附性能随着岩沥青与SBS掺量的增加呈现出先增后减趋势,岩沥青与SBS总体上提高了TB沥青的黏附性;荧光显微镜的观测结果进一步证实了SBS与TB沥青二次复合后的改性沥青内部均匀、稳定.     

不同因素对SBS/橡胶粉复合改性沥青物理性能影响研究

文中分析了胶粉掺量、SBS改性剂掺量及加热次数对SBS/橡胶粉改性沥青物理性能的影响。研究结果表明,复合橡胶沥青的软化点与SBS改性剂掺量呈现正相关关系,黏度和针入度指数与SBS改性剂掺量呈现先正相关后负相关;复合橡胶改性沥青的软化点、黏度和针入度指数均与橡胶粉掺量呈现正相关关系;当SBS改性剂掺量为5%及橡胶粉改性剂掺量为18%时,其所有的性能达到最佳;随着加热次数的增加,橡胶复合改性沥青的高温性能有所降低。     

废橡塑高黏改性沥青性能影响因素及制备研究

为提高沥青黏度,采用橡胶粉和废塑料进行复合改性,基于四因素三水平正交试验,分析内因(废塑料、橡胶粉掺量)和外因(拌和温度和时间)对改性沥青性能的影响,以180℃旋转黏度为主要评价指标,辅以弹性恢复、软化点和针入度。结果表明:橡胶粉掺量是橡塑改性沥青性能的主要影响因素。推荐制备方案为:内掺20%橡胶粉,外掺2.5%废塑料,拌和温度190℃,拌和时间60min。研究推荐的废橡塑改性沥青黏度高,性能较好,具有广泛的应用价值。     

纤维对排水沥青混合料高低温性能的影响机理分析

由纤维与高黏度改性沥青、矿粉形成的高黏度改性沥青胶浆是影响排水沥青混合料性能的关键因素。为明确纤维对排水沥青混合料高、低温性能的影响机理,测试了聚酯纤维和玄武岩纤维排水沥青混合料的动稳定度和低温破坏应变,并采用动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验等方法,对比研究了2种纤维对高黏度改性沥青胶浆高、低温性能的影响。为确定2种纤维最佳掺量范围,测试了不同纤维掺量下排水沥青混合料飞散损失。结果表明:纤维增加了高黏度改性沥青胶浆黏稠度,增大了高黏度改性沥青胶浆车辙因子,提升了排水沥青混合料的高温稳定性;纤维对高黏度改性沥青胶浆低温性能影响不明显,排水沥青混合料低温抗开裂性能的改善主要为纤维增强了集料间的黏结性能;排水沥青混合料聚酯纤维最佳掺量为0.15%左右,玄武岩纤维掺量范围推荐为0.20%～0.40%。     

溶解性胶粉/SBS复合改性沥青低温性能评价

采用低温延度试验与弯曲梁流变试验,通过数据回归分析,对溶解性胶粉改性沥青及其与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合的改性沥青低温性能进行评价.结果表明:当用胶粉和SBS对沥青复合改性时,增大胶粉质量分数能有效提升沥青的低温塑性变形能力和低温流变性能,增大SBS质量分数能提升沥青的低温塑性变形能力,但高掺量SBS可能降低沥青低温流变性能;随着胶粉质量分数和SBS质量分数的增大,沥青低温性能提升幅度逐渐降低;当胶粉质量分数为10%且SBS质量分数为2%时,改性剂利用效率最高.     

废旧橡胶粉改性沥青的高温性能研究

选取废旧橡胶粉与基质沥青为原材料,从针入度、软化点、高温性能等方面,研究了不同橡胶粉掺量下改性沥青的性能变化情况,指出废旧橡胶粉能显著提高沥青的高温性能,并且掺量为15%时制备的改性沥青性能最优。     

杜仲胶/硫磺对橡胶粉改性沥青与混合料性能的影响研究

基于橡胶粉改性沥青的针入度指标和流变性能体系指标,分析了杜仲胶和硫磺掺量对橡胶粉改性沥青性能的影响,通过室内试验分析杜仲胶与硫磺复合改性橡胶沥青混合料的路用性能和耐久性。结果表明,掺加杜仲胶可显著提高橡胶粉改性沥青的高低温性能、弹性恢复性能、抗永久变形性能,增大抗车辙因子和疲劳因子,降低劲度模量、增大蠕变斜率。复合掺加杜仲胶和硫磺改善了橡胶粉改性沥青的热存储稳定性,可实现橡胶沥青的工厂定制化生产和远距离运输。杜仲胶与硫磺复合改性橡胶沥青混合料具有优异的路用性能和抗疲劳性能,杜仲胶和硫磺的最佳掺量分别为4%～6%、0.5%。     

硫化橡胶粉改性沥青性能试验研究

以辽河石化90#道路石油沥青为载体,试验分析了不同掺量条件下的硫化橡胶粉改性沥青软化点、针入度、延度、老化性能以及流变性能,对比SBS改性沥青性能分析了橡胶粉掺量对沥青胶浆高温、低温、抗老化性能、弹性恢复性能方面的改善作用.     

纳米材料复合改性沥青性能研究

为较大幅度提高沥青高低温性能和疲劳寿命,向基质沥青中添加纳米石墨烯微片(GNPs)和橡胶粉外掺剂,通过高速剪切机制备石墨烯微片/橡胶粉复合改性沥青,利用针入度试验、软化点试验及延度试验,分析GNPs和橡胶粉的不同掺量对基质沥青改性的影响规律,通过系统的室内试验,确定GNPs/橡胶粉复合改性沥青的最佳复合掺量,改善沥青的高低温抗永久变形能力,提高道路使用寿命。研究结果表明:橡胶粉掺量为18%时,针入度呈下降趋势,GNPs掺量为0.05%时,针入度数值达到最低;GNPs掺量为0.05%时,软化点达到峰值;在橡胶粉掺量18%、GNPs掺量为0.03%~0.05%时,延度增长的幅度最大。因此,本试验得到的橡胶粉与GNPs最佳掺量分别为18%与0.05%,此时复合改性沥青性能达到最优。     

表面改性纳米阻燃沥青流变及阻燃性能

为确定基于表面改性处理的纳米阻燃剂的最佳掺量,并了解阻燃剂对沥青流变性能和燃烧特性的影响,采用动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪研究了阻燃剂不同掺量下阻燃沥青的动态剪切、低温弯曲等流变性能;基于烟密度试验和极限氧指数试验,探究了不同掺量下阻燃剂对沥青的阻燃特性和抑烟性能的影响;采用热同步分析仪分析了阻燃沥青的燃烧动力学特征。研究结果表明：随着阻燃剂掺量的增加,阻燃沥青的车辙因子不断增大,可以提高阻燃沥青的高温流变性能,3%～9%阻燃改性沥青与原样改性沥青疲劳性能相当,若阻燃剂掺量继续增加,则对阻燃沥青的疲劳性能有害,且掺加阻燃剂对沥青低温性能有不利影响;为达到阻燃目的,烟密度和氧指数试验结果表明阻燃剂最低掺量宜不少于沥青质量的12%,结合沥青流变性能和阻燃性能确定阻燃剂最佳掺量为15%;基于对阻燃沥青燃烧过程的分析,发现原样沥青的燃烧过程可分为3个阶段,而掺入阻燃剂的改性沥青的燃烧过程可分为4个阶段,阻燃剂的掺入使SBS改性沥青的失重量减少、热解峰增多、燃烧焓值降低、热解过程变得更加复杂,发挥了气相阻燃和凝聚相阻燃的作用。     

嵌入式胶粉复合SBS改性沥青的结构与性能

通过螺杆高温挤出使胶粉预先脱硫降解,然后嵌入分散在苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青中,研究了胶粉的降解程度、种类、含量及交联稳定工艺对复合改性沥青结构与性能的影响.结果表明:降解胶粉易微细化嵌入SBS改性沥青中,明显提高了SBS改性沥青的低温延度和耐老化性能,且不明显增加复合改性沥青的施工黏度.嵌入式胶粉复合SBS改性沥青经过交联稳定后热贮存稳定性能良好.     

橡胶粉掺量对环氧沥青及其混合料性能的影响

通过黏度、拉伸、马歇尔、车辙和低温弯曲试验分析了掺2%~10%（质量分数）橡胶粉的改性环氧沥青及其混合料的性能.结果表明：掺橡胶粉后,改性环氧沥青的容留时间略有缩短,断裂延伸率有所提高,其中掺6%橡胶粉的改性环氧沥青断裂延伸率可达261%;与普通环氧沥青混合料相比,掺2%,4%,6%橡胶粉的改性环氧沥青混合料其高温稳定性能良好,低温脆性均有所改善,且掺4%,6%橡胶粉的改性环氧沥青混合料低温强度较高、变形能力较好.     

再生胶改性沥青性能及其微观结构研究

制备了普通橡胶沥青和再生胶改性沥青,测定了这2种橡胶沥青的各项技术指标,并对普通橡胶粉和再生胶颗粒的微观结构进行了研究.结果表明:与普通橡胶沥青相比,再生胶改性沥青的高温黏度大大降低,制备温度也稍微下调,且制备中无异味,更加环保.再生胶颗粒交联度低,活性化学键多,与沥青之间存在明显的化学作用;而普通橡胶粉交联度高,活性化学键少,与沥青之间几乎没有化学作用.     

胶粉 /SBS 复合改性沥青流变性能研究

以SK90号基质沥青及不同掺量胶粉和SBS改性剂制备复合改性沥青,对其软化点等常规指标及流变力学指标进行检测。研究表明,随胶粉和SBS改性剂掺量提高,复合改性沥青的软化点、旋转粘度及弹性恢复等指标呈显著增大趋势,而针入度则不断减小,延度则先增大后减小;胶粉和SBS改性剂均可改善复合改性沥青的高温性能,且当胶粉掺量相同时,其高温性能随SBS改性剂掺量的增大而增大;随胶粉和SBS改性剂掺量的增大,复合改性沥青的m值不断减小,s值呈不断增大趋势;在胶粉掺量相对较低时,SBS改性剂对复合改性沥青的改性效果更加显著,而当胶粉掺量过大时,SBS改性剂对复合改性沥青的改性效果则显著减小。     

干湿条件下沥青自愈合性能评价与机理分析

利用沥青拉拔试验对5种改性沥青的黏结与自愈合性能进行了对比,考虑干燥与潮湿2种愈合养护状态以及改性剂掺量的影响;在拉拔试验的基础上,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对破坏-愈合-再次破坏的沥青样品进行分析,探究了沥青自愈合性能与分子结构之间的相关性,结果表明:线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青、橡...     

TB胶粉复合SBS改性沥青及混合料的低温性能

通过小梁弯曲蠕变试验(BBR)以及半圆弯拉试验(SCB),对不同TB胶粉掺量和苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺量的TB胶粉复合SBS改性沥青及其混合料的低温性能进行研究,并对其低温性能指标进行相关性分析.结果表明:与基质沥青相比,TB胶粉改性沥青具有优异的低温性能,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温PG分级温度下降,沥青低温应力变小,混合料低温抗裂性增强;TB胶粉复合3%SBS改性沥青及其混合料的低温性能高于基质沥青,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温性能改善效果较为显著,但低于相应掺量的TB胶粉改性沥青;随着SBS掺量的增加,10%TB胶粉复合SBS改性沥青的低温性能变化不明显,混合料的低温抗裂性变差;TB胶粉改性沥青的低温PG分级可以很好地反映沥青及其混合料的低温性能,而TB胶粉复合SBS改性沥青不能通过单一的PG分级来评价其低温性能,需要结合其他指标共同评价.     

Microstructure and performance of crumb rubber modified asphalt

Crumb rubber modified asphalt (CRMA) was prepared by matrix asphalt preblending process (MAPP) which uses matrix asphalt as swelling agent in this study. Effects of the proportion of preblending matrix asphalt and properties of crumb rubber on performance of CRMA have been investigated. Scanning electronic microscope (SEM) and fluorescence microscope were adopted to characterize the microstructures of crumb rubber powder and CRMA, respectively. The experimental results indicated that the CRMA have better performance compared with matrix asphalt; the properties of crumb rubber display significant effects on the performance of CRMA, performance of CRMA are improved with the decrease of ash content and the increase of acetone extract. SEM graphs of crumb rubber pre and post preblending demonstrated that the morphological characteristic of preblended crumb rubber powder is obviously different from rubber powder without preblending, and the properties of rubber elastomeric are recovered and improved significantly. Micrographs of CRMB prepared under different conditions showed that compared with CRMB prepared by the traditional preparation process, the scattering state of rubber powder and matrix asphalt in CRMB prepared by MAPP is excellent, even and perfect polymer reticular structure is formed in the sample system.     

Effect of different high viscosity modifiers on rheological properties of high viscosity asphalt

High viscosity asphalt (HVA) has been a great success as a drainage pavement material. However, the larger porosity of drainage asphalt mixtures weakens the cohesion and adhesion and leads to premature rutting, water damage, spalling and cracking. The purpose of this study was to investigate the rheological properties of HVA prepared using different high viscosity modifiers through conventional tests, Brookfield viscosity tests, dynamic shear rheometer tests and bending beam rheometer tests. The conventional performance results demonstrated SBS + rubber asphalt (SRA-1/2) exhibited excellent elastic recovery and low-temperature flexibility. The 60°C dynamic viscosity results indicated TPS + rubber asphalt (TRA) had the excellent adhesion. The rotational viscosity results and rheological results indicated that SRA-2 not only exhibited excellent temperature stability and workability, as well as excellent resistance to deformation and rutting resistance, but also exhibited excellent low-temperature cracking resistance and relaxation performance. Based on rheological results, the PG classification of HVA was 16% rubber + asphalt for PG76-22, 20% rubber + asphalt for PG88-22, TRA and SRA-1/2 for PG88-28. From comprehensive evaluation of the viscosity, temperature stability and sensitivity, as well as high/low temperature performance of HVA, SRA-2 was found to be more suited to the requirements of drainage asphalt pavement materials.     

基于灰色系统理论的橡胶粉改性沥青性能评价

采用灰色关联分析法探讨了橡胶粉与基质沥青的相容性以及改性沥青的性能。关联度的结果表明,对胶粉改性沥青改性效果起主要作用的是基质沥青的芳香分含量和沥青质含量。胶粉的掺量对改性沥青的针入度性能有较高的关联度。     

Effect of crumb rubber characteristics on crumb rubber modified (CRM) binder viscosity

Asphalt binder viscosity is of great importance during the production process of hot mix asphalt mixture as typically asphalt plants will store binders between 149 °C and 177 °C. SHRP guidelines state that asphalt binder viscosity must not exceed 3 Pa s. Therefore, given the documented increases in asphalt viscosity when modified with crumb rubber modifier (CRM) it is necessary to produce asphalt binder that fulfills the SHRP criteria while not exceeding plant mixing and storing requirements. This paper reports the results of an investigation of the importance of CRM properties on viscosity of CRM binder. Two binder sources were modified at four concentration levels using four different crumb rubber sources; the viscosities of the produced binders were evaluated by AASHTO T 316. Crumb rubber properties were evaluated by elemental analysis using a scanning electron microscope (SEM) and by determination of glass transition temperature (T_g) using a differential scanning calorimeter (DSC). In general, results indicate that processing procedure and tire type plays an important role in the determination of CRM binder viscosity.