橡胶沥青混合料压实特性影响因素研究

为了提高废旧橡胶轮胎在路面上的利用率,促进绿色生态道路的发展,针对橡胶沥青的黏度以及橡胶颗粒的细度对橡胶沥青混合料压实特性的影响展开分析。首先制备出两种类型的橡胶沥青混合料,通过室内试验分析了橡胶沥青的黏度、胶粉的细度和压实温度对混合料压实效果的影响,试验结果表明:橡胶粉粒径的大小对混合料的压实效果有显著影响,尤其是温度较低时粒径越大,影响越为显著。在相同压实功的条件下,当橡胶粉的粒径从20目增大到60目时,温度为135℃、160℃、180℃时,橡胶沥青混合料压实度分别增加了5.3%、4.2%和3.3%。因此,在制备橡胶沥青的过程中应合理选择橡胶粉的粒径和制备温度,在施工过程中要严格把控橡胶沥青混合料的压实温度。     

胶粉改性沥青的流变特性及改性机理

研究了胶粉改性沥青(CRMA)母料的流变特性,考察了混合时间及混合温度对CRMA母料流变特性的影响,提出并验证了胶粉对沥青改性的"力化学"机理。结果表明,与基质沥青相比,CRMA母料的表观黏度较高,黏流活化能与非牛顿指数较低,加入胶粉显著降低了沥青流变特性对剪切速率和温度变化的敏感性;提高混合温度与延长混合时间对CRMA母料流变特性的影响较大,最佳的混合时间为2h;胶粉与沥青混合过程中,混合体系的温度和胶粉的降解度随着混合时间的延长而增大,且在混合时间为2h时,80%以上的胶粉已发生降解;改性机理符合"力化学"原理。     

废橡胶粉改性沥青性能的研究

以克拉玛依A H-110沥青为基体,废橡胶粉为改性剂,采用湿法共混,在溶胀时间为2 h,剪切时间为1.5 h,剪切温度为186℃,剪切速率为7 000 r/min的条件下,制备出高性能废胶粉改性沥青。通过改变胶粉的用量和胶粉的粒径,研究了胶粉对改性沥青性能的影响,探讨了胶粉改性沥青机理。结果表明:废橡胶粉的掺入使沥青的软化点、针入度、延度都有明显改善。研究发现废橡胶粉的最佳掺量为15%,最佳粒径为80目。     

高胶粉含量改性沥青的稳定化制备及路用性能

研究了剪切时间、剪切温度以及胶粉、交联剂和活化剂用量对胶粉改性沥青性能的影响。结果表明,提高胶粉用量会增大体系的黏度,交联剂在增大体系黏度的同时也改善了其耐老化性能和高温储存稳定性,活化剂的加入可以降低体系黏度并提高其高温储存稳定性。在剪切时间为45 min和剪切温度为180℃的条件下,通过添加质量分数为25%的胶粉、占胶粉质量0.5%的交联剂以及少量的活化剂制备了高温储存稳定性及其他性能良好的胶粉改性沥青。对所制备胶粉改性沥青在沥青混合料密级配AC-16中的应用性能进行了检测,各项指标均能满足相关技术标准的要求。     

路面混合料用橡胶沥青性能的研究

通过研究搅拌方式、温度、橡胶粉目数和掺量对橡胶沥青性能的影响,探究橡胶沥青性能的变化规律,研究结果表明:在橡胶沥青生产方面,推荐采用高速搅拌方式,生产温度控制在185℃~195℃之间,采用40目~80目胶粉(特别推荐40目),掺量在22%~24%之间(40目胶粉),搅拌时间宜在1h左右。     

基于桥面铺装材料的橡胶沥青反应机理研究

选择不同的橡胶沥青工艺参数(7种反应时间、3种反应温度和4种胶粉掺量),采用动态剪切流变仪(DSR)以及凝胶渗透色谱(GPC),以研究不同反应参数对橡胶沥青性能的影响.试验结果表明:反应时间和反应温度是影响橡胶沥青性能的最主要因素;反应时间越长,温度越高,橡胶沥青失效温度以及粘度都较高;不同反应参数对基质沥青性能的影响不明显;胶粉改性剂(CRM)掺量对粘度计车辙因子(G*/sinδ)具有显著影响;CRM掺量越高,沥青中大分子(LMS)越高,这主要是由于沥青中小粒径分子被CRM吸收.     

脱硫胶粉改性沥青工艺及储存稳定性研究

在较高温度下高速剪切混合脱硫胶粉和沥青制备脱硫胶粉改性沥青,考察了温度、时间、脱硫胶粉粒径、脱硫胶粉加量及稳定剂加量对沥青性能、改性沥青粘度和储存稳定性的影响,以探究脱硫胶粉改性沥青的工艺条件及其对改性沥青性能、粘度和储存稳定性的影响.结果表明:改性温度的升高和时间的延长可以改善改性沥青性能,60目脱硫胶粉且加量为20%质量百分数时,改性沥青的性能最优,储存稳定性最高,稳定剂的加入显著地改善了脱硫胶粉-沥青体系的交联度,进一步改进了改性沥青的性能,增加了体系的稳定性;在脱硫胶粉/总量=0.2(质量比,60目)、温度200 ℃、时间60 min及稳定剂加量为0.4%(质量百分数)时,脱硫胶粉改性沥青的性能最佳、稳定性最高.     

胶粉颗粒变化对橡胶沥青粘度的影响分析

胶粉颗粒在热沥青中会发生溶胀、溶解导致体积膨胀和质量衰减,为了分析胶粉颗粒变化对橡胶沥青粘度的影响,采用搅拌工艺在不同的条件下制备了橡胶沥青,分析了胶粉体积膨胀率(V_R)、质量衰减率(T)以及颗粒变化复合指数(φ)等参数与橡胶沥青粘度的关系。并采用筛析方法分离胶粉得到沥青样品,通过红外光谱(IR)探析了橡胶沥青物化作用行为。结果表明,V_R和T可以分别表征胶粉颗粒在沥青中的体积膨胀程度和质量衰减,φ可以有效表征胶粉在橡胶沥青体系的综合颗粒变化。φ与橡胶沥青的粘度变化趋势一致,二者呈良好的指数关系。随着制备温度的升高,φ与橡胶沥青的粘度均先增大后减小,在180℃条件下达到峰值,即胶粉溶胀和溶解作用对粘度的贡献最大,温度继续升高会导致胶粉充分溶解并局部降解导致质量衰减,膨胀率有所降低,橡胶沥青粘度减小。在此过程中,部分橡胶分子发生断链降解,特征官能团吸收峰大幅增强,降解程度与制备温度和时间密切相关。由胶粉颗粒体积膨胀引起位阻效应和溶解改性引起的沥青相粘滞增强是橡胶沥青粘度的主要来源。     

橡胶粉改性沥青制备及性能试验研究

为制备沥青路面用橡胶粉改性沥青,针对胶粉目数、胶粉掺量、剪切时间、制备温度与剪切速率等影响因素,采用5因素4水平正交试验方案,以延度、弹性恢复率、抗剪强度、离析软化点差及粘温回归系数|B|值作为评价指标,遴选出橡胶粉改性沥青制备优方案,并制备出橡胶粉改性沥青;在此基础上,对其作用机理和路用性能进行分析.研究结果表明:采用掺量为24%的30目胶粉、剪切时间60 min、制备温度205 ℃、剪切速率5000 r/min制备出的橡胶粉改性沥青路用性能优异;均匀分散于沥青体系中的多孔状胶粉颗粒吸收沥青中的轻质组分,产生溶胀作用及微弱化学反应并呈空间网状交联结构,是橡胶粉改性沥青性能优异的主要原因.     

高掺量橡胶沥青的结构与性能

轮胎胶粉的多重交联网络限制了其在橡胶沥青中的胶粉掺量。用经螺杆反应挤出方法可控再生的再生胶可制备高掺量（质量分数不小于30%）橡胶沥青。通过溶胶含量、门尼黏度和基本性能测试及加工实况观察,并结合红外光谱和光学显微镜微观分析,探讨了胶粉的再生程度及用量对高掺量橡胶沥青结构与性能的影响。结果表明,再生过程中胶粉的化学键发生断裂,部分交联网络被破坏。与传统橡胶沥青相比,高掺量橡胶沥青的分散更均匀,加工流动性和高温储存稳定性均得以改善。提高胶粉的降解再生程度可明显提高其在沥青中的掺量,进一步提高改性沥青的低温柔性和高温抗变形能力,但易出现加工黏度的临界陡增现象。     

一种胶粉改性沥青降粘剂的研究

采用硬脂酸酰胺作为胶粉改性沥青混合时的降粘剂,从而改善胶粉改性沥青的流动性,降低胶粉改性沥青的混合温度。利用Brookfield沥青粘度仪跟踪添加降粘剂后胶粉改性沥青粘度,测试添加降粘剂后改性沥青3大性能指标即软化点、针入度和延度,从沥青四组分角度对降粘机理进行分析。结果表明:硬脂酸酰胺对改性沥青降粘效果明显,从而可以降低改性沥青的加工温度。同时对性能指标有一定影响,在135℃达到降粘与性能的最佳平衡。     

脱硫胶粉改性沥青的研究

研究了不同用量的脱硫胶粉和未脱硫胶粉对橡胶沥青粘度、常规性能、贮存稳定性及显微结构的影响。结果表明：脱硫胶粉改性沥青的粘度和软化点与未脱硫胶粉的相比有明显下降,但针入度和贮存稳定性均增加。虽然对生产工艺有利．但不利于提高橡胶沥青的高温性能。脱硫胶粉改性沥青的剪切变稀行为减弱。脱硫胶粉改性沥青的显微图表明：胶粉颗粒发生了破坏,并有炭黑游离出来。     

橡塑合金改性沥青制备工艺关键参数研究

为了合理、有效地利用废旧橡胶粉和废旧塑料并改善两者与沥青的相容性,采用精密开炼机预先将两种废旧材料熔融共混,制备成橡塑（质量）比分别为5∶5（Ⅰ型）、6∶4（Ⅱ型）、和7∶3（Ⅲ型）3种橡塑合金改性剂。按照正交试验方案对伦特70^#基质沥青进行改性,制备橡塑合金改性沥青,以橡塑合金改性沥青的48 h离析软化点、25 ℃针入度、软化点和5 ℃延度为指标,筛选橡塑合金改性沥青的最佳复配方案,并通过灰色关联度分析法和极差分析法确定制备工艺最佳的关键参数。最后通过扫描电子显微镜、布氏旋转黏度试验、BBR试验和DSR试验对橡塑合金改性沥青的结构形态、流变性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能进行了分析。结果表明：最佳复配方案为外掺20 %（相较于基质沥青质量）橡塑比为7∶3（Ⅲ型）的橡塑合金、2 %增溶剂（糠醛抽出油）和9 %稳定剂（硫磺）,制备的橡塑合金改性沥青储存稳定性和高温稳定性良好,推荐制备工艺的最佳关键参数为剪切温度180 ℃、剪切速率3 500 r/min、剪切时间1.5 h和发育时间0.5 h;橡塑合金改性剂与沥青的相容性好,制备的橡塑合金改性沥青具有较低的温度敏感性,较好的低温抗裂性和抗疲劳性能。     

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。     

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。     

不同活化橡胶改性沥青性能研究及对比

试验分别采用微波活化、抽出油活化和次氯酸钠活化三种方式对橡胶粉进行活化改性,并用活化胶粉制备橡胶沥青.测定其粘度、软化点之差和车辙因子,对比分析不同活化橡胶沥青的粘度、相容性以及流变性能的差异,评价三种胶粉活化方式的优劣性,并进行活化胶粉对沥青改性的显著性分析.分析结果表明:胶粉掺量对橡胶沥青的粘度、热存储稳定性和流变性能均有显著影响;活化胶粉可显著降低橡胶沥青的粘度,提高其热存储稳定性;采用不同方式制得的活化胶粉对橡胶沥青性能的影响各有不同,相比而言,微波活化胶粉降粘效果较差,抽出油活化橡胶沥青存储稳定性最好,但会使橡胶沥青流变性能减弱,且随掺量增加而减小,次氯酸钠活化胶粉对橡胶沥青流变性能的改善最为显著.     

基于响应面法的高黏度复合改性沥青中丁苯橡胶/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/胶粉的最优掺量

采用响应面（Box-Behnken）法,以丁苯橡胶（SBR）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）和胶粉各自的掺量作为影响因素,以沥青的三大技术指标、60℃动力黏度及170℃布氏黏度为评价指标建立各自的响应面模型,探讨三种添加剂掺量对沥青技术指标的影响规律,并优选出高黏度复合改性沥青中SBR、SBS和胶粉的最佳掺量。结果表明,分别以质量分数5%、5%和15%的SBS、SBR和胶粉复合而成的高黏度复合改性沥青性能最好,其针入度为4.63 mm,延度为364 mm,软化点为86.5℃,60℃动力黏度为78 158 Pa·s,170℃布氏黏度为2.72 Pa·s,各项指标均高于标准要求。     

废胶粉改性沥青高温性能和储存稳定性的研究

考察了废胶粉掺加量、工艺条件以及基质沥青产地对沥青高温性能和储存稳定性的影响。又进一步研究了添加剂维他连接剂TOR、多聚磷酸PPA对上述性能的影响。结果表明,胶粉掺加量为沥青质量的15%~20%,溶胀时间2~3 h,剪切时间1.5 h,剪切温度186~189℃,剪切速率7 000~8 000 r/min可显著提高胶粉改性沥青的高温性能和储存稳定性。添加剂可不同程度改善胶粉改性沥青的高温性能和储存稳定性,且基质沥青产地对胶粉改性沥青性能有决定性的影响。