纳米TiO2协同纳米ZnO/SBS复合改性沥青耐紫外光老化性能评价

高海拔地区强烈紫外光辐照易使沥青路面老化,特殊环境因素要求沥青路面中黏结料须具有良好耐老化性,纳米材料以其独特优点已成为改性沥青研究的重要方向,而纳米材料在沥青中易发生团聚是制约该发展的重要瓶颈.以纳米ZnO、纳米TiO2、聚合物SBS为改性剂,运用硅烷偶联剂(KH-560)对纳米材料表面进行修饰,在此基础上研究基质沥青、SBS改性沥青、纳米ZnO/SBS改性沥青、纳米ZnO/纳米TiO2/SBS复合改性沥青紫外光老化前后物理性能演变规律,利用场发射扫描电镜结合能谱分析(SEM/EDS)研究老化前后纳米ZnO/纳米TiO2/SBS复合改性沥青中Zn、Ti特征元素含量变化及纳米材料分布形态,揭示耐光老化机理.结果显示:经过修饰后的纳米材料在沥青中分散均匀,纳米材料和沥青相容性得到明显改善,在制备过程中两者发生化学反应;紫外光老化后,纳米ZnO/纳米TiO2/SBS复合改性沥青延度保留率为87.72％,软化点增量降幅61.32％,耐老化性能最佳,其老化机理是纳米TiO2对波长为365 nm紫外光波具有良好吸收作用,而纳米ZnO在该波长辐照下易发生光分解,活性降低.     

基于DSR的碳纳米管/SBS复合改性沥青抗老化性能分析

为研究碳纳米管(CNTs)对SBS改性沥青抗老化性能的影响,对不同CNTs掺量的CNTs/SBS复合改性沥青进行动态剪切流变实验;以CNTs掺量为自变量,对CNTs/SBS复合改性沥青与SBS改性沥青进行旋转薄膜加热试验及紫外老化试验,并对沥青残留物进行动态剪切流变试验以评价其老化性能。结果表明,CNTs的加入可有效提高SBS改性沥青的高温性能及老化性能。通过动态剪切流变试验结果来看,CNTs的加入降低了改性沥青的温度敏感性,并随着掺量的增加改善效果也越明显。     

高粘度改性沥青紫外光氧老化特性研究

制备了高粘度改性沥青,测试紫外老化历时后材料常规性能及材料特征官能团变化。结果表明,高粘改性剂能够有效改善沥青高温性能、抗剪切性能和抗老化性能。在紫外老化中,沥青老化行为主要是基沥青吸氧老化和高粘改性剂的分解,两者共同作用,导致沥青性能下降。常规性能测试和红外光谱实验结果表现一致,SBS+12%改性沥青的抗紫外老化性能最佳。     

胶粉/SBS复合改性沥青路用性能研究

采用AC-13的矿料级配,通过沥青混合料的马歇尔实验、车辙实验和冻融劈裂实验,将胶粉/SBS复合改性沥青与基质沥青和SBS改性沥青进行对比研究,探讨胶粉/SBS复合改性沥青在路用性能上的优劣,实验结果表明,复合改性沥青在高温稳定性能上有明显的优势,水稳定性能与SBS改性沥青相当,远优于基质沥青。     

基于CAM模型的沥青及改性沥青的流变主曲线研究

为了进一步优化沥青流变性能的评价手段,采用动态剪切流变仪对基质沥青、SBS改性沥青、橡胶粉改性沥青和Sasobit温拌改性沥青进行不同频率下的动态剪切流变试验,分析其动态剪切模量随温度频率的变化趋势。通过CAM模型建立沥青流变主曲线方程,研究CAM模型对各种沥青的适用程度,并基于拟合结果分析各种沥青的流变特性。结论是：（1）SBS改性沥青的抗车辙性能最好,其次是橡胶粉改性沥青和Sasobit温拌改性沥青,基质沥青抗车辙性能最差;橡胶改性沥青的频率敏感性和温度敏感性最小,基质沥青的感温性能较差。（2）CAM模型对基质沥青和改性沥青均具有良好的适用性,其中对基质沥青和Sasobit温拌改性沥青的适用性最好。     

SBS改性沥青混合料在赤通高速路应用研究

为防止沥青路面的早期破坏,赤通高速公路在路面上面层设计耐,进行了普通沥青和SBS改性沥青混合料主要路用性能的比较研究,试验结果表明SBS改性沥青混凝土具有优良的路用性能,因此采用SBS改性沥青进行上面层铺筑。针对改性沥青路面的施工特点,制定了科学的施工工艺和严格的质量控制手段,收到了良好的效果。     

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。     

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。     

玄武岩纤维沥青稳定碎石路用性能研究

为延缓沥青路面反射裂缝发展,选用沥青稳定碎石作为下面层,研究了玄武岩纤维和SBS改性沥青对沥青稳定碎石路用性能影响规律。结果表明,掺入玄武岩纤维和采用SBS改性沥青均改善了沥青稳定碎石路用性能,且玄武岩纤维改性沥青稳定碎石路用性能最佳;玄武岩纤维对沥青稳定碎石路用性能的改善作用较采用改性沥青对稳定碎石的作用要小;掺入玄武岩纤维和采用SBS改性沥青有效地抑制了沥青稳定碎石裂缝的发展,同一试验条件下玄武岩纤维改性沥青稳定碎石疲劳寿命最高、低温抗裂性能最优,弯拉强度和弯拉应变较基质沥青稳定碎石分别提高了1.6倍和1.9倍。     

星型SBS改性沥青的研究及工业化生产应用

SBS改性沥青具有良好的工程性能,已成为我国高等级高速公路路面的重要材料。SBS改性沥青机理比较复杂,路用性能十分优越,通常可以提高路面沥青软化温度20℃以上;由于SBS改性剂价格昂贵,是影响项目建设的重要成本因素,星型SBS较线型SBS通常可以降低添加量以降低生产成本,但由于沥青与星型SBS相溶困难,产品质量不稳定,鲜有工业化生产。本文主要就星型SBS进行实验室研究制备了符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》标准要求的I-D改性沥青、提出了工业化生产方案并对工业化生产过程进行了总结。     

不同类型沥青混凝土冻融疲劳性能研究

冬季突遇雨雪天气,在水分和温度的影响与作用下,沥青混凝土路面易产生冻融损害,但目前这方面的研究还很少.因此,根据华东地区的冬季气温,采用间接拉伸疲劳试验研究冻融循环对不同类型沥青混凝土疲劳性能的影响.试验结果表明:在相同的冻融温度和冻融次数下,SBS改性沥青混凝土疲劳寿命高于AH-70号基质沥青混凝土,随着冻融次数的增加,它们的疲劳寿命明显下降,SBS改性沥青混凝土疲劳寿命降低速度低于AH-70号基质沥青混凝土.通过对冻融条件下不同类型沥青混凝土疲劳性能的研究,为提高沥青路面耐久性提供理论依据.     

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。     

再生SBS改性沥青老化性能的研究

以再生后的SBS改性沥青为原料,通过薄膜烘箱实验,考察了再生SBS改性沥青的软化点、针入度、延度、表观粘度与老化时间和老化温度的关系;建立了以软化点为参数的老化动力学方程,研究再生SBS改性沥青的抗老化性能。实验结果表明,再生SBS改性沥青在不同老化时间段内,各理化性能变化规律不同,其老化速率也不同;建立的再生SBS改性沥青老化动力学方程能够很好的反应再生沥青的老化过程。     

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。     

SBS改性沥青老化行为研究进展及展望

SBS改性沥青因其拥有良好高低温性能而在道路工程中备受青睐,但易老化限制了进一步推广应用。本文在总结归纳目前SBS改性沥青老化研究基础之上,分别从路用环境、宏观性能和微观结构等角度分析SBS改性沥青老化行为。对SBS改性沥青老化与再生的研究对探索提高SBS改性沥青抗老化性和开发更优良的再生方法具有重要的现实意义。     

橡胶沥青紫外老化过程的探索

研究了橡胶沥青在紫外光老化过程中结构与性能变化规律。以软化点为指标分析橡胶沥青在紫外老化条件下性能的变化,发现其软化点增长速度慢于基质沥青,羰基、亚砜基吸收峰的变化小于基质沥青。结果表明,橡胶沥青相对基质沥青具有较强的耐紫外老化性能。     

低标号沥青在新疆高温抗车辙地区的应用研究

为研究低标号沥青在新疆高温抗车辙地区的应用前景,通过DSR、BBR试验测试了50#、70#、90#、SBS沥青的高温、低温性能;通过车辙试验、高温剪切试验、低温弯曲试验、三点弯曲疲劳试验研究了50#、70#、90#、SBS沥青混合料的路用性能;并分析了四种沥青路面在该地区的经济效益.室内试验结果表明:基质沥青的标号越低,其高温性能越好,低温性能越差;低标号沥青混合料具有良好的抗车辙能力;50#、70#沥青混合料的低温性能和疲劳性能低于90#、SBS沥青混合料.全寿命周期成本分析表明:四种沥青路面的全寿命周期费用为:90#>SBS>70#>50#.低标号沥青混合料的路用性能满足高温抗车辙地区的使用要求,能有效减少车辙病害,且全寿命周期成本较低.     

SBS改性沥青的老化行为

用红外光谱、凝胶渗透色谱、动态黏弹仪研究了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的薄膜烘箱老化行为。结果表明，SBS改性沥青老化后增加了羰基和亚砜基；SBS和沥青的相对分子质量都发生了变化。沥青的相对分子质量增加，相对分子质量分布变宽，SBS特征峰消失；SBS改性沥青老化程度较基质沥青的小，耐低温性能更好；SBS改性沥青老化后，软化点增加，针入度减小，低温延度降低。     

改性剂对废橡胶粉复合改性沥青性能影响的研究进展

废橡胶粉改性沥青（CRMA）技术能较好地改善沥青路面的高低温性能,为进一步提升路用性能和解决储存稳定性问题,通常在基质沥青中同时加入其他改性剂进行复合改性。本文介绍了近年来国内外应用较多的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、多聚磷酸（PPA）和石墨烯等改性剂与废橡胶粉对沥青进行复合改性的研究成果,分析总结了复合改性沥青的优越性和存在的不足,为更深入的复合改性沥青技术研究提供一定的指导作用。     

盐冻循环条件下SBS改性沥青及混合料的细观结构和低温蠕变性能

在寒冷地区道路常用融雪盐来融雪除冰,沥青路面极易因盐冻循环而造成损坏.本文通过扫描电子显微镜(SEM)、弯曲梁流变仪(BBR)和万能试验机(UTM-100)对盐冻循环前后的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青及其混合料的细观结构和低温蠕变性能进行分析.结果表明:冻融循环后沥青及其混合料微观形貌变化明显,盐冻循环后沥青及其混合料表面出现的盐晶体会破坏沥青的膜结构和混合料结构的致密性,单纯水冻循环对沥青及其混合料低温性能影响较大;冻融循环后SBS改性沥青随温度降低其低温抗裂性能逐渐降低;选用低浓度融雪盐溶液可以在一定程度上保持SBS改性沥青及其混合料的低温抗裂性能;盐冻循环次数的增加,会降低SBS改性沥青及其混合料的低温性能.