DS-TL02温拌剂对SBS改性沥青混合料的性能影响

为了研究DS-TL02温拌剂对SBS改性沥青混合料的性能影响,将DS-TL02温拌剂掺入SBS改性沥青混合料中制备成温拌沥青混合料,研究其降温效果、高温稳定性、水稳定性。降温效果通过确定DS-TL02温拌沥青混合料的压实温度来分析,高温稳定性采用车辙试验来评价,水稳定性采用冻融劈裂试验来评价。试验结果显示:DS-TL02温拌沥青混合料的压实温度较SBS改性沥青混合料的降低了15℃,降温效果明显;而高温稳定性和水稳定性分别比SBS改性沥青混合料提高了15.77%和6.15%的幅度,这一结果为今后在SBS改性沥青路面上使用DS-TL02温拌剂提供了室内试验依据。     

BRA及BRA复配SBS改性温拌沥青混合料配合比设计与性能评价

为了合理确定温拌布墩岩沥青(BRA)混合料的最佳拌和压实温度,评价BRA及BRA复配SBS改性温拌沥青混合料的路用性能和水温耦合作用下的耐久性。对不同压实温度下的温拌和热拌BRA改性沥青混合料试件的空隙率进行对比分析,并通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及汉堡车辙试验研究了温拌BRA改性沥青混合料的路用性能。结果表明,采用"等空隙率法"确定温拌BRA改性沥青混合料拌和压实温度合理可行;随着BRA掺量增大,BRA和BRA复配SBS温拌改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性显著提高;在高温多雨地区推广应用BRA复配SBS温拌沥青混合料具有较好的技术优越性;实际工程中建议BRA的适宜掺量为20%。     

新型温拌改性沥青的研发及其路用性能

为解决目前国内温拌剂对国外温拌技术和知识产权依赖较重、成本较高的问题,自主研发了A型和B型2种新型温拌剂,研究了其对SBS改性沥青针入度、软化点和延度这3大指标及耐老化性能的影响,确定了2种新型温拌改性沥青的拌和及压实温度,并通过红外光谱(FTIR)和热重(TG)试验探究了其作用机理.结果表明:2种新型温拌剂可明显降低沥青的针入度,提高沥青的软化点;A型温拌剂对沥青低温性能有一定负面影响,但仍符合规范要求,B型温拌剂可改善沥青的低温性能;2种新型温拌改性沥青与集料的黏附性良好且2种新型温拌剂可明显降低沥青的施工温度;2种新型温拌剂掺入沥青后发生了化学反应,使沥青黏度明显降低,热失重更加平缓稳定,表现出更好的热稳定性.     

温拌沥青高温流变性能研究

为了研究温拌剂对沥青高温流变性能的影响,将温拌剂Evotherm3G和EC120掺加到基质沥青和SBS改性沥青中以配制温拌沥青,采用动态剪切流变(DSR)试验和多应力蠕变恢复(MSCR)试验对短期老化前后温拌沥青的高温流变性能进行了分析.结果表明:Evotherm3G增加了沥青的相位角,降低了复数模量和车辙因子;EC120降低了沥青的相位角,增大了复数模量和车辙因子;Evotherm3G增加了沥青的应变,降低了蠕变恢复率,提高了不可恢复蠕变柔量;EC120降低了沥青的应变,提高了蠕变恢复率,降低了不可恢复蠕变柔量.通过灰色关联分析可知,不可恢复蠕变柔量与车辙因子的灰色关联度为0.995,在一定程度上可以反映沥青的高温性能.     

Sasobit温拌沥青混合料路用性能研究

采用Sasobit温拌剂制备温拌沥青混合料,利用车辙试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、低温弯曲试验及小梁疲劳试验分别对热拌沥青混合料和Sasobit温拌沥青混合料高温性能、水稳定性能、低温性能和疲劳性能进行评价,研究表明:Sasobit温拌剂的加入会使得沥青混合料高温性能提高,水稳定性基本保持不变,低温性能和疲劳性能有一定降低。     

高模量沥青胶结料路用性能流变学分析

以基质沥青、高模量改性沥青和SBS改性沥青的路用性能为研究对象,通过常规流变学试验方法,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂对基质沥青黏弹特性的定性影响,并量化分析了不同外掺剂种类对基质沥青路用性能的影响;通过多应力重复蠕变恢复试验,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂在提高基质沥青抗车辙能力上的差异和提高效果;基于加速疲劳试验方法对上述三大类沥青胶结料的疲劳损伤及失效特性进行对比研究,分析比较了不同沥青胶结料在疲劳损伤演化和疲劳寿命方面的差异.结果表明:RA(resin alloy)和PR(PR plasts)这2种常用高模量外掺剂在提高沥青胶结料劲度模量方面具有相近的效应;三大类沥青胶结料在相同试验温度条件下的永久变形抵抗能力排序为:高模量改性沥青SBS改性沥青基质沥青;三大类沥青胶结料疲劳寿命的排序为:SBS改性沥青高模量改性沥青基质沥青;此外,在使用相同基质沥青的条件下,掺加RA的高模量改性沥青比掺加PR的高模量改性沥青具有更好的抗疲劳性能.     

温拌剂和阻燃剂对SBS改性沥青性能的影响

为了研究温拌剂和阻燃剂对SBS改性沥青性能的影响以及温拌剂与阻燃剂的相互作用,本文选用2种温拌剂(Sasobit、EWMA-1)和2种阻燃剂(FRMAXTM高效型、Sasoproof),各自掺量为Sasobit3%、EWMA-17‰、FRMAXTM7%、Sasoproof6%。采用两种主要指标试验方法、氧指数测试法和块场粘度计法对不同类型沥青的极限氧指数、路用性能指标(高、中、低温)和表观粘度进行了3项主要指标的测试。试验结果表明,SASOBIT温拌剂有利于SBS改性沥青的高温性能,不利于SBS改性沥青的低温性能。EWMA-1温拌剂是相反的。阻燃剂不利于温拌沥青的低温性能,但可以改善SBS改性沥青的阻燃性,而温拌剂可以显著降低SBS改性沥青的高温粘度,同时会在一定程度上抑制阻燃沥青的阻燃效果。     

不同疲劳试验中改性沥青混合料疲劳性能对比

使用四点弯曲疲劳试验(4PB)、两点梯形梁疲劳试验(2PB)和overlay tester(OT)试验3种试验方法,对工程上常用的7种沥青混合料疲劳性能进行了测试.结果表明:在3种疲劳试验中,掺加6%(质量分数,下同)SBS的改性沥青混合料疲劳性能均较好,同时掺加10%TB胶粉和3%SBS的改性沥青混合料、掺加4.5%SBS的改性沥青混合料和同时掺加4.5%SBS及0.4%多聚磷酸(PPA)的改性沥青混合料疲劳性能均一般,掺加3%SBS的改性沥青混合料疲劳性能较差,温拌剂改性沥青混合料和埃索基质沥青混合料的疲劳性能最差;提高SBS掺量可以有效地提高沥青混合料的疲劳性能;添加TB胶粉和PPA可以在不同程度上提高SBS改性沥青混合料的疲劳寿命,但其对疲劳性能的影响力逊于SBS;不同试验方法中沥青混合料疲劳性能的排序具有一致性,具体排序稍有不同.     

纳米SiO2和纳米TiO2改性沥青路用性能研究

通过室内针入度、软化点、延度、RTFOT和BBR等试验,分析了纳米SiO2、纳米TiO2加入到基质沥青和SBS改性沥青中后,对沥青的针入度、软化点、延度、复数剪切模量、车辙因子及疲劳因子等性能的影响。初步结果表明,纳米改性沥青的方法是可行的,为改性沥青的发展提供一种新思路。     

基于表面活性平台的温拌抗车辙沥青混凝土性能研究

通过添加温拌剂和抗车辙剂解决沥青混合料的施工和易性及车辙问题。以裹附率和空隙率分别确定温拌沥青混合料的拌和温度和压实温度,通过室内试验评价温拌剂和抗车辙剂的改性效果。试验结果表明,温拌剂可以使沥青混合料的施工温度降低10～20℃的同时不损害沥青混合料的路用性能;RK抗车辙剂能使沥青混合料的高温稳定性提高约3倍。     

温拌SBS改性沥青浸水前后的纳观黏附特性

采用原子力显微镜中的力谱技术检测了掺温拌剂Sasobit或Evotherm 3G的温拌SBS改性沥青在不浸水和浸水条件下的纳观黏附力,并基于表面自由能理论对温拌SBS改性沥青的纳观黏附力检测结果进行了验证.在此基础上,探讨了浸水后温拌SBS改性沥青纳观黏附力的变化率,采用数理统计方法分析了温拌SBS改性沥青浸水前后纳观黏附特性的显著性差异.结果表明:采用原子力显微镜中的力谱技术可以直观地得到温拌SBS改性沥青的纳观黏附力;Sasobit温拌剂小幅降低了不浸水条件下SBS改性沥青的纳观黏附力,却增强了浸水条件下SBS改性沥青的纳观黏附力,但浸水前后其纳观黏附力变化率较小;Evotherm 3G温拌剂能同时增强温拌SBS改性沥青在浸水前后的纳观黏附力,且其纳观黏附力变化率较大.     

Effects of aging on the properties of modified asphalt binder with flame retardants

Effects of aging on the properties of asphalt binders modified by incorporating Styrene–Butadiene–Styrene (SBS) and flame retardants (FR) were studied. Asphalt binders were artificially aged in the rolling thin film oven (RTFOT) and Pressure Aging Vessel (PAV). The flame retardancy of modified asphalt binders were characterized using limited oxygen index (LOI), and the effects of aging on the properties of asphalt binders were studied using Brookfield viscometer test and dynamic shear rheometer test. Experimental results indicated that the flame retardancy of asphalt binder was increased after aging. But the increasing amount of LOI is low when the modified asphalt binder containing more flame retardants. The variation of the LOI, softening point, penetration, ductility and viscosity of asphalt binder decreased with flame retardant content increasing, meaning the flame retardants can improve the thermo-oxidative aging resistance of asphalt binder. Furthermore, the G^*/sin δ, stiffness and m-value of flame retardant modified asphalt binders display smaller changes after two different aging.     

沥青路面用橡胶沥青混合料低温疲劳性能研究

采用四点弯曲疲劳试验对比研究了普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料和橡胶沥青混合料的低温疲劳性能。结果表明,在温度较低(0℃)时,橡胶沥青混合料的弯曲疲劳性能优于基质沥青和SBS改性沥青混合料,具有较好的抵抗反射裂缝的能力。     

基于温度应力的温拌沥青胶结料低温力学性能

为准确评估Sasobit温拌产品对沥青胶结料低温力学性能的影响,同时考虑温拌沥青胶结料在降温过程中所产生的累积和松弛作用,基于小梁弯曲流变(BBR)试验计算获得了温拌沥青胶结料的温度应力,运用Huet模型进行参数拟合并采用统计学方法对温拌产品的影响效果作了进一步分析.结果表明:2%及以上Sasobit温拌产品的加入使得沥青材质变硬,致使温拌沥青胶结料出现更高的低温PG分级、更大的温度应力和更高的临界开裂温度;Huet模型的参数分析和统计学方法分析进一步证实了此硬化影响的存在.     

岩沥青对软硬沥青复配混合料的增强作用

采用沥青常规试验、动态剪切流变试验以及红外光谱试验,分析岩沥青品种和掺量对软硬沥青复配胶结料的增强作用及其增强机理;采用车辙试验和疲劳试验,分析岩沥青掺量对软硬沥青复配混合料的增强作用,并与热拌沥青混合料性能进行比较.结果表明：在相同的掺量下,Gilsonite岩沥青的增强效果显著高于BMA岩沥青;Gilsonite岩沥青可以有效地提高软硬沥青复配胶结料的软化点和车辙因子,而且该车辙因子具有随着时间延长而增长的特征;软硬沥青复配混合料的抗车辙能力随着Gilsonite岩沥青掺量的增加而显著增大,在一定的掺量下,软硬沥青复配混合料的抗车辙能力和疲劳寿命均高于同级配类型的热拌沥青混合料.试验路的使用效果验证了Gilsonite岩沥青的增强作用.     

废旧橡塑改性沥青及混合料的技术性能研究

利用自主研发的废旧橡胶塑料复合改性剂制备了废旧橡塑改性沥青,通过室内试验评价了废旧橡塑改性沥青的技术性能.在此基础上,以废旧橡塑改性沥青作为胶结料制备了AC-13型沥青混合料,测试了其高温性能、低温性能、水稳定性和疲劳性能,并与山东省常用的SBS改性沥青和橡胶改性沥青技术性能进行了对比.结果表明:废旧橡塑改性沥青及其沥青混合料具有高温稳定性和水稳定性优势,低温性能介于橡胶改性沥青和SBS改性沥青之间,疲劳性能接近SBS改性沥青.利用废旧橡胶和废旧塑料的各自优势对沥青进行复合改性,在提高沥青混合料路用性能方面具有发展潜力.     

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.     

SBS改性剂与沥青的相容性分析

分别采用4303、LG501两种SBS改性剂与辽河90#基质沥青进行相容性试验。沥青胶浆性能结果表明两种改性剂与基质沥青相容性良好,在掺量一定的情况下,两种SBS改性剂制成的改性沥青的感温性能、高温稳定性能是4303优于LG501;低温延伸性LG501优于4303;弹性恢复、抗老化性两者性能相当。混合料性能试验结果表明,室内制成的改性沥青与成品改性沥青拌制混合料性能相当,在高温抗车辙方面稍优于取样改性沥青。     

Storage stability and compatibility of asphalt binder modified by SBS graft copolymer

The performance of styrene–butadiene–styrene (SBS) triblock copolymer modified asphalt binder at high temperature can be improved significantly with the addition of SBS-g-M grafted with vinyl monomer under γ-rays irradiation. The dynamic mechanical properties of SBS modify asphalts binder before and after graft has been characterized by use of dynamic shear rheometer. It has been found that the added content of SBS-g-M has great effect on the rheological properties of the binder and its high temperature performance was improved while its temperature susceptibility was reduced in compare with SBS modified asphalts binder. It also has been confirmed that the morphology observed by fluorescence microscopy revealed the compatibility between SBS-g-M and asphalt and the storage stability of binder was improved significantly compared with SBS modified asphalt binder. As a consequence, the use of SBS grafted with polar monomer can be considered a suitable alternative for modification of binder in pavement.