石墨烯/SBS复合改性沥青混合料性能研究

为研究石墨烯含量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青混合料性能的影响,以SBS改性沥青为原材料,分别将质量为沥青质量0.1%、0.2%、0.3%的石墨烯加入其中以制备复合改性沥青,并对其性能进行评价。而后对不同石墨烯含量的复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性能进行评价。并根据雷达图来确定石墨烯的最佳含量。最后,采荧光显微镜及扫描电子显微镜分析石墨烯对SBS改性沥青的作用机理。结果表明,由于石墨烯的引入,沥青结合料的针入度明显下降、软化点显著提升,延度明显下降。就路用性能而言,石墨烯的加入显著提升了SBS改性沥青混合料的抗车辙能力,低温抗裂性及水稳定性则略有降低。雷达图表明0.2%含量的石墨烯的综合性能最好,即石墨烯的最佳含量为0.2%。在石墨烯与SBS改性沥青混合过程中,石墨烯的层状结构和较大的比表面积使其易于与沥青分子混合;同时,石墨烯在与SBS改性沥青混合的过程中可以被苯乙烯-丁二烯-苯乙烯插入,从而产生稳定的物理交联,提升SBS改性沥青混合料的性能。     

纳米ZnO与SBS复合改性沥青性能试验研究

介绍了溶剂法纳米ZnO/SBS复合改性沥青的制备工艺,然后基于针入度、软化点和延度三大指标试验、离析试验及RTFOT后老化指标性能试验,综合分析了纳米ZnO不同掺量对SBS改性沥青高温和低温性能、均匀稳定性及抗老化性能。试验结果表明,纳米ZnO能够有效改善SBS改性沥青的高温抗变形性、低温抗裂性、高温储存稳定性及抗老化性能。综合纳米ZnO掺入SBS改性沥青后的性能效果及经济成本,建议纳米ZnO掺量为5%。     

AMPS聚合物改性沥青混合料性能研究

为了改善北方季节性冰冻区橡胶SBS复合改性沥青路面长期低温积雪及氯盐融雪剂冻融循环作用下的路用性能,该研究从原材料性能出发,在AC-13C改性沥青混合料中掺入0.8%的抗高温、抗盐胀AMPS高分子聚合物制备成SAC-13C橡胶SBS复合改性沥青混合料。通过配合比设计,确定混合料矿料级配及最佳油石比。通过对AC-13C及SAC-13C混合料进行高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害及疲劳等路用性能研究得出：0%盐浓度冻融循环5次、4%盐浓度冻融循环5次两种试验环境下两种沥青混合料路用性能均有不同程度的降低,SAC-13C混合料降低幅度较小;0.8%AMPS的掺入能有效改善橡胶SBS复合改性沥青混合料盐冻融循环作用下的路用性能。     

SBR/OMMT复合材料改性沥青的性能研究

采用SBR／有机蒙脱土（OMMT）复合材料对沥青进行改性，研究改性沥青的常规性能、流变性能及高温贮存稳定性。结果表明，与基质沥青相比，SBR／OMMT复合材料改性沥青的针入度减小，软化点升高，低温性能明显改善，高温弹性和抗变形性能提高；随着复合材料中OMMT用量的增大，改性沥青的针入度减小，软化点升高，高温弹性和抗变形性能提高；改性沥青的高温贮存稳定性较好。     

动态硫化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性沥青的性能

用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青,研究了EVA/SBS复合改性沥青动态硫化前后的软化点、针入度(25 ℃)、延度(5 ℃)及贮存稳定性,并用应变控制流变仪与光学显微镜分析了复合改性沥青的动态力学性能和相态结构.结果表明,动态硫化处理后,EVA/SBS复合改性沥青的延度和针入度下降,而软化点提高;随着硫黄用量的增加,EVA/SBS复合改性沥青的高温贮存稳定性提高,温度敏感性降低;随着EVA用量的增加,EVA/SBS复合改性沥青的高温贮存稳定性先提高后降低;当EVA质量分数为3%、硫黄质量分数为3%时,其对沥青的改性效果最佳;改性剂微粒与沥青的相容性和稳定性明显改善.     

橡塑改性沥青路面top-down开裂性能分析

通过劈裂试验、三轴重复荷载试验和小梁弯曲试验对比了橡塑改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料的性能，通过构建有限元模型分析了动荷载作用下沥青路面上面层裂缝的应力变化规律。结果表明，橡塑改性沥青混合料的抗拉性能与高温抗变形性能优于SBS改性沥青混合料，橡塑改性沥青可提高沥青混凝土路面的抗变形能力；橡塑改性沥青混合料的低温抗裂性能优于SBS改性沥青混合料，前者可提高沥青路面抗top-down裂缝开裂性能；在动荷载作用下，沥青路面结构层中的上面层拉应力逐渐增加，导致沥青路面发生top-down裂缝开裂，橡塑改性沥青混合料可增加上面层破坏时的最大拉应力，从而降低沥青路面发生top-down裂缝开裂的可能性。     

碳纳米SBS复合改性沥青路用性能研究

为研究碳纳米材料对SBS改性沥青混合料性能的影响,通过3大指标和老化试验研究了碳纳米掺量对于SBS改性沥青的高低温和老化性能,确定了碳纳米掺量宜为0.9%,在此基础上通过汉堡车辙试验、低温弯曲试验和浸水马歇尔试验研究了碳纳米SBS复合改性沥青混合料的高低温和水稳定性能。结果表明,碳纳米可改善复合改性沥青混合料的高温抗永久变形能力和抗水损害性能,但降低了应力松弛能力和抗裂性能。     

聚丙烯蜡改性沥青温拌性能研究

为了研究聚丙烯蜡(PP蜡)对沥青温拌性能的影响规律,对不同掺量的PP蜡改性沥青进行进行布氏旋转黏度试验、针入度试验、软化点试验、低温延度试验以及马歇尔试验。试验结果表明:PP蜡具有良好的温拌效果,能改善沥青的高温性能,但对沥青的低温性能有负面影响,除水稳定性略有降低,PP蜡改性沥青混合料与热拌沥青混合料具有相似的路用性能。     

聚合物改性沥青对温拌再生沥青混合料路用性能影响

通过单轴贯入试验、低温弯曲蠕变试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验分别对改性沥青温拌再生沥青混合料的高低温、水稳定性和抗疲劳性能进行室内试验分析,研究SBS改性沥青和SBR改性沥青分别对温拌再生沥青混合料的路用性能影响规律.试验结果表明,SBS改性沥青和SBR改性沥青都能够提高温拌再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性...     

胶粉稳定苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物改性沥青的结构与性能

将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）、废旧轮胎胶粉（GTR）和相容剂环氧天然橡胶（ENR）熔融共混,然后再分散到沥青中制备了SBS/GTR复合改性沥青,考察了ENR含量、SBS/GTR（质量比）对复合改性沥青热储存稳定性和基本性能的影响。结果表明,随着ENR含量的增加或SBS含量的减少,SBS/GTR复合改性沥青的热储存稳定性提高,当ENR质量分数为1.0%、SBS/GTR为50/50时,复合改性沥青的热储存稳定性最佳;随着ENR含量的增加,SBS/GTR复合改性沥青的软化点、针入度、延度和黏度变化不大,但当ENR质量分数为10.0%时,改性沥青的软化点明显升高,针入度下降,属于一种比较硬质的改性沥青,具有较好的施工和易性;随着SBS含量的减少,SBS/GTR复合改性沥青的软化点、黏度和延度均降低。     

废胶粉/碳九石油树脂复合改性高黏沥青及其混合料性能评价与对比

为提高废胶粉(WCR)改性沥青的黏弹性能,研制了 WCR/碳九石油树脂(C9PR)复合改性高黏沥青及其混合料,考察了改性高黏沥青的物理性能和储存稳定性,同时通过一般路用性能试验、动态蠕变试验、疲劳拉伸试验和间接拉伸疲劳试验评价了其OGFC-13混合料的性能,并与普通WCR改性沥青和市售高黏沥青及其混合料进行了对比.结果...     

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。     

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。     

基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构分析

为了分析纳米碳粉、橡胶粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)在沥青中的相态结构,首先对基质沥青和改性沥青进行物理性能试验、动态剪切流变试验(DSR),其次借助Han曲线理论和van Gurp-Palmen(vGP)图分析三种改性剂与基质沥青的相容性及相态结构。结果表明:在相同的试验条件下,2%纳米碳粉-18%橡胶粉-1.0%SBS改性沥青(以上均为质量分数)物理性能最佳,高低温性能较优;与基质沥青相比,添加改性剂后沥青材料出现微观相分离现象。在高温条件下,纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构较好,结合SEM照片阐释了改性机理,得出改性剂SBS可以有效改善纳米碳粉和橡胶粉在沥青中的骨架结构,形成三维连续稳定体系。     

沥青混合料补强剂的路用性能研究及应用

为综合分析补强剂的路用性能,针对不同质量分数补强剂(0%、0.2%、0.35%、0.5%)的AC-13沥青混合料进行车辙试验、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(HWTD),测试其高温抗车辙性能、低温抗裂性能及水稳定性,然后从路用性能、成本、工法等角度与目前常用的某国产抗车辙剂A及SBS(热塑性丁苯橡胶)改性剂进行对比,最后通过试验路补充验证。结果表明,AC-13沥青混合料的路用性能随着补强剂掺量的提高呈非线性增长,推荐掺量为质量分数0.35%。与SBS改性剂相比,补强剂的掺加使沥青混合料具有更高的高温抗车辙性能,尽管低温抗裂性稍低,但成本更低,工法更简单;与抗车辙剂A相比,尽管沥青混合料成本稍高,但高温、低温和水稳定性均更优;试验路使用情况则表明,补强剂具有工法简单、使用方便、效果显著的优点。     

活化废轿车轮胎胶粉及其改性沥青的基本性能

采用双螺杆挤出机辅以活化剂制备活化废轿车轮胎胶粉(GTR),用其改性沥青或与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青。研究了活化GTR的溶胶、凝胶含量,考察了活化GTR改性沥青和活化GTR/SBS复合改性沥青的基本性能及微观形貌。结果表明,热剪切以及添加活化剂均能提高GTR的溶胶含量,使脱硫降解程度增大;用活化GTR改性沥青,改性沥青的针入度大幅增大,软化点、弹性回复、黏度明显降低;用活化GTR/SBS复合改性沥青,随着活化GTR含量的增大,改性沥青的软化点升高,针入度、延度、弹性回复降低,但经旋转薄膜老化后延度提高,耐老化性能提高;活化GTR在沥青中的粒径明显减小,分散性得到改善,而活化GTR/SBS复合改性沥青时,GTR均匀分散于SBS的网络结构中。     

基于温拌沥青技术的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/橡胶粉复合改性沥青应力吸收层层间性能

将3种不同的温拌剂添加到苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）/橡胶粉复合改性沥青中,并拌和相应的应力吸收层混合料成型后制得复合式试件,通过黏度试验评价了不同温拌剂对SBS/橡胶粉复合改性沥青降黏效果的影响,通过层间拉拔试验、剪切试验和剪切疲劳试验分析了温拌SBS/橡胶粉复合改性沥青混合料应力吸收层层间性能的变化特性。结果表明,温拌剂的降黏效果由优到劣的顺序依次为:Evotherm-3 G、Sasobit-LM、Aspha-min,温拌沥青技术并不影响常温环境下复合改性沥青应力吸收层层间的黏结性能和抗剪性能;高温及水浴环境会导致不同应力吸收层层间力学强度明显降低,且不同温拌剂复合改性沥青应力吸收层的层间拉拔强度和抗剪强度存在差异,其中温拌剂Evotherm-3 G和Sasobit-LM能够增强应力吸收层层间的力学强度;相对于SBS/橡胶粉复合改性沥青的应力吸收层,添加温拌剂会缩短应力吸收层混合料的层间剪切疲劳寿命,Sasobit、Aspha-min和Evotherm-3 G温拌复合改性沥青应力吸收层的层间剪切疲劳寿命分别缩短了约10.0%、17.4%和2.7%。     

LM-S沥青改性剂提高沥青混合料黏附性能的分子模拟计算及路用性能考察

沥青与石料的黏附性大小直接影响沥青混合料的强度、稳定性、耐久性等性质。通过分子模拟计算的方法研究沥青与石料的黏附作用,计算比较沥青改性前后与石料间的黏附功,并与水煮法沥青黏附性实验结果及沥青混合料微观形貌研究结果进行比对;同时考察沥青改性剂LM-S对沥青混合料路用性能的改进效果。结果表明,采用LM-S改性后的沥青-石料体系的界面黏附功比基质沥青-石料体系提高了近26%,因而具有更好的黏附性;沥青混合料实验结果亦表明LM-S改性剂可显著提高基质沥青和SBS改性沥青混合料的高温稳定性能、低温稳定性能及水稳定性性能,其中动稳定度分别提高了162%和43%。     

氢氧化铝/有机改性蒙脱土复合改性沥青性能研究

采用氢氧化铝(ATH)和两种有机改性蒙脱土(OMMT-C、OMMT-F)对沥青进行阻燃抑烟改性,旨在提高隧道沥青路面的阻燃抑烟性能。通过测试三大指标来评价ATH/OMMT复合改性沥青的常规性能,测试极限氧指数(LOI)与烟密度(SDR)来评价其阻燃抑烟性能,利用动态剪切流变(DSR)试验研究其流变性能。基于综合指数法优选出ATH/OMMT复合改性沥青的最佳复掺配比,通过热重(TG)试验分析了ATH/OMMT复合改性沥青的热解燃烧特性并建立了阻燃性能预测模型。研究结果表明,ATH/OMMT复合阻燃剂提高了沥青的稠度与软化点,降低了沥青的低温性能。当ATH掺量为10%(质量分数),OMMT-C掺量为3%(质量分数)时,复合改性沥青的综合性能最优,其极限氧指数大于23%,符合路用阻燃沥青的标准,同时烟密度相对基质沥青降低了33.9%,初始分解温度较基质沥青提高了3~6 ℃,分解残余量提高率最高可达61.3%。ATH/OMMT-C复合阻燃剂通过阻隔热交换通道提高了沥青的阻燃抑烟性能,通过增加沥青的弹性成分提高了沥青的复数模量与车辙因子,以及高温抗变形能力。     

岩沥青/胶粉复合改性沥青性能与黏弹性分析

使用青川岩沥青和胶粉对基质沥青进行复合改性,在保持胶粉质量分数为20%不变的情况下改变岩沥青用量制得胶粉改性和岩沥青/胶粉复合改性沥青,通过针入度试验、动态剪切流变试验和重复应力蠕变恢复试验分别对改性沥青的宏观性能、储存稳定性、流变性能和变形恢复能力进行了分析,并采用Burgers本构方程模拟分析了改性沥青在持续应力加载下各组成变形部分占比的变化规律。结果表明,胶粉和岩沥青的加入均可大幅提高沥青的高温性能,使其变得黏稠;岩沥青的加入对于基质沥青的低温性能具有较强的削弱作用,但可改善其储存稳定性,而胶粉的加入可减小岩沥青对基质沥青低温性能的削弱作用;岩沥青的加入提高了改性沥青的抗车辙能力,使沥青弹性组分含量大幅增加,但并未对黏性组分产生较大影响,沥青抵抗较大荷载的能力得以增强,而应力敏感性则有所降低,复合改性沥青黏稠度缓慢增加的同时迅速变硬,在受较长时间的大荷载作用时变形也能较快恢复。