丁苯胶乳改性乳化沥青常规性能及流变性能研究

为研究丁苯橡胶(SBR)胶乳掺量对于乳化沥青常规性能和流变性能的影响,通过储存稳定性和3大指标试验研究了SBR胶乳改性乳化沥青的常规性能,采用动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR)分析了SBR胶乳掺量对于乳化沥青高低温流变性能的影响。结果表明,SBR胶乳会降低乳化沥青的储存稳定性,可显著减小针入度和提高软化点、延度,增强乳化沥青的高温抗变形和低温延性;SBR胶乳可提高乳化沥青的车辙因子和减小相位角,改善乳化沥青抗车辙能力,并能降低蠕变劲度,增大蠕变速率和蠕变劲度与蠕变速率的比值,提高乳化沥青的低温抗裂性能。适宜的SBR胶乳掺量为4%。     

黏层用C9石油树脂/SBR复合改性乳化沥青性能研究

采用C₉石油树脂和SBR胶乳制备高性能复合改性乳化沥青,通过三大指标试验、高温和低温流变试验评价了复合改性乳化沥青的宏观服役性能,借助激光粒度分析仪、荧光显微镜和红外光谱仪分析复合改性乳化沥青的储存稳定性和相容性,揭示C₉石油树脂/SBR复合改性剂对乳化沥青的改性机理。结果表明,C₉石油树脂提高了乳化沥青的力学强度和高温抗变形能力,而SBR胶乳明显改善乳化沥青低温抗裂性能,蠕变劲度最大降低30.4%。制备的C₉石油树脂/SBR复合改性乳化沥青储存稳定性良好,C₉石油树脂和SBR胶乳对乳化沥青的复合改性机理为物理混溶,C₉石油树脂的掺量不高于8%。     

SBR胶乳掺量对改性乳化沥青性能的影响

考察了SBR胶乳掺量对改性乳化沥青乳化性能及蒸发残留物基本性质、流变性质的影响,并对蒸发残留物显微结构形态进行了观察。SBR的加入对改性乳化沥青乳化性能影响较小。随着SBR胶乳掺量的增大,蒸发残留物软化点升高、延度增大、针入度降低,通过流变分析,其高低温性能均得到改善。在显微镜下,随着掺量的增大,SBR颗粒在沥青中分布逐渐密集,掺量达到5%后,出现聚集成网状结构趋势。     

WER-SBR复合改性活性乳化沥青性能研究

丁苯橡胶(SBR)活性乳化沥青可以活化旧路面的老化沥青,但是存在高温稳定性差以及黏附性不足等问题。为解决SBR活性乳化沥青性能上的不足,使用水性环氧树脂(WER)对其进行复合改性,通过修正低温蒸发法获取蒸发残留物,分析不同掺量WER对SBR活性乳化沥青基本物理性能、黏附性、流变性能、低温蠕变性能以及还原性的影响。结果表明:掺入WER之后,SBR活性乳化沥青的针入度大幅下降,软化点显著提高,延度下降;WER能够显著提高SBR活性乳化沥青的高温稳定性,但对其低温延展性有负面影响;SBR活性乳化沥青的黏附性显著增强;复合剪切模量(G^*)、车辙因子(G^*/sin δ)随WER掺量的增加不断提高,相位角(δ)随WER掺量的增加不断下降,表明高温抗车辙性能得到改善;劲度模量(S)和蠕变速率(M)则随着WER掺量增加分别呈增大和降低趋势;WER的掺入不影响SBR活性乳化沥青的还原性。根据试验数据,WER掺量应控制在10%~15%(质量分数)。     

水性环氧树脂乳化沥青制备及性能研究

为解决基质乳化沥青耐水性差、粘结性能差和早期强度低等问题,采用水性环氧树脂进行改性。通过水性环氧乳化剂制备水性环氧树脂,分析该体系的稳定性和粒径分布情况,采用落射式荧光显微镜和傅里叶红外光谱对水性环氧乳化沥青微观结构进行观测,并结合数字图像处理技术进行处理,分析水性环氧树脂在乳化沥青中的分布和官能团情况。采用拉拔实验评价水性环氧树脂与SBR复配乳化沥青对粘结性能的改性作用。结果表明,随着乳化剂掺量增加,乳液稳定性增加、粒径减小;通过数字处理技术得出像素面积比与水性环氧掺量存在线性正相关关系,相关系数为0.96。复掺3%SBR胶乳能够改善其粘结抗裂性能,水性环氧树脂推荐掺量15%。     

煤沥青改性石油沥青性能分析

为了提升石油沥青的基本性能,研究向石油沥青中加入不同种类及掺量的煤沥青进行改性。通过对改性石油沥青进行性能试验,分析获得改性石油沥青的软化点、针入度等性能指标的变化规律。性能测试结果表明：不同种类的煤沥青均可降低石油沥青的针入度,有利于改善石油沥青的流变性能;随着煤沥青掺加比例的不断增加,可大幅度提高混合沥青的抗高温性能。将掺加煤沥青的改性石油沥青应用于路面施工建设,可延长路面的使用寿命。     

水性环氧改性乳化沥青流变性能研究

采用一次冷混合法制备水性环氧改性乳化沥青,研究水性环氧掺量对改性乳化沥青流变性能的影响。通过动态剪切流变仪(DSR)考察温度扫描、频率扫描及时间扫描模式下水性环氧改性乳化沥青高温性能及抗疲劳性能,并对其蒸发残留物三大指标进行了评价。结果表明,水性环氧在乳化沥青中形成交联网状结构,能明显提高乳化沥青的高温稳定性,且随着水性环氧掺量的增加,其高温稳定性逐步提升;同时会延缓乳化沥青蒸发残留物疲劳点的出现,改善其抗疲劳性能。此外,改性乳化沥青蒸发残留物的三大指标变化趋势与之吻合。     

SBS/PPA复合改性乳化沥青的制备与性能评价

通过熔融共混法制备SBS/PPA复合改性沥青,采用胶体磨将其乳化得到SBS/PPA复合改性乳化沥青,研究多聚磷酸(PPA)对SBS改性乳化沥青稳定性、蒸发残留物路用性能的影响。结果表明,PPA能够改善SBS改性乳化沥青的储存稳定性,当PPA掺量由占SBS用量的1%增加到3%时,和未添加PPA的SBS改性乳化沥青相比,其5 d储存稳定性由6.3%降低到4.9%,降低的幅度超过22%,且随着PPA掺量的增加,SBS改性乳化沥青蒸发残留物的软化点、延度逐渐升高。PPA能够促使SBS在改性沥青中形成空间网状结构,从而提高了SBS对沥青路用性能的改善效果。当SBS掺量为沥青用量的4.5%,PPA的用量为SBS用量的3%时,SBS/PPA改性乳化沥青蒸发残留物的路用性能接近热沥青。     

水性环氧改性乳化沥青流变性能研究

采用一次冷混合法制备水性环氧改性乳化沥青,研究水性环氧掺量对改性乳化沥青流变性能的影响。通过动态剪切流变仪(DSR)考察温度扫描、频率扫描及时间扫描模式下水性环氧改性乳化沥青高温性能及抗疲劳性能,并对其蒸发残留物三大指标进行了评价。结果表明,水性环氧在乳化沥青中形成交联网状结构,能明显提高乳化沥青的高温稳定性,且随着水性环氧掺量的增加,其高温稳定性逐步提升;同时会延缓乳化沥青蒸发残留物疲劳点的出现,改善其抗疲劳性能。此外,改性乳化沥青蒸发残留物的三大指标变化趋势与之吻合。     

纳米二氧化硅与SBR复合改性乳化沥青的性能研究

用差示扫描量热法（DSC）对纳米二氧化硅与SBR复合改性乳化沥青蒸发残留物的热性能进行研究。结果表明，加入SBR乳液、纳米二氧化硅后样品的温度稳定性和耐高温性能均得到提高；其中SBR（质量分数0．03）加纳米二氧化硅（质量分数0．0005）复合改性效果最佳。纳米二氧化硅与SBR形成网状结构以及SBR在体系中吸附油分后的溶胀作用是沥青性能改善的主要原因。     

水性环氧树脂改性剂对乳化沥青性能及结构的影响研究

本文通过水性环氧乳化沥青蒸发残留物的技术指标试验及动态剪切流变试验,分析了水性环氧树脂的掺量对于乳化沥青性能的影响.通过荧光显微镜对水性环氧乳化沥青进行成像,分析了水性环氧树脂对于乳化沥青结构上的影响,并确定了水性环氧树脂的最佳掺量.利用数字图像处理技术对显微镜图像进行处理,分析了水性环氧树脂在乳化沥青中的分布情况.结果 表明,随着水性环氧树脂掺量的提高,乳化沥青蒸发残留物含量和软化点提高,延度和针入度下降,高温性能提高;水性环氧树脂推荐掺量为20％ ～ 25％,水性环氧树脂掺量和其在乳化沥青中的固化面积占比呈线性规律.     

基于乳化沥青流变性能的桥面铺装磨耗层抗剥落性能研究

为改善桥面铺装的抗滑性能,提出了一种新型超薄磨耗层技术(Thin friction course,简称TFC).分别采用湿轮磨耗试验及胶结料应变扫描试验,从TFC混合料及乳化沥青胶结料尺度,分析改性乳化沥青、SBR胶乳及水泥用量对TFC混合料抗剥落性能及胶结料流变性能的影响.最后,将TFC抗剥落性能与胶结料的流变性能进...     

环氧乳化沥青冷再生沥青混合料性能研究

提出了一种新型的冷再生沥青混合料-水性环氧树脂改性乳化沥青冷再生沥青混合料,首次使用环氧乳化沥青应用于冷再生沥青混合料中。通过掺加0%、10%、20%和30%的环氧树脂改性乳化沥青对90%与70%RAP(废旧沥青路面回收材料)掺量的AC-20冷再生沥青混合料进行配合比设计试验与使用性能验证。结果表明：适当掺量的环氧树脂改性乳化沥青可使冷再生沥青混合料具有更好的使用性能,RAP有效利用率得到进一步提高。     

增黏树脂改性乳化沥青及其冷再生混合料性能的研究

为了制备高性能改性乳化沥青,在不同增黏树脂掺量(6％、9％、12％、15％、18％)的条件下制备了改性乳化沥青.基于BCR改性乳化沥青技术评价体系和SuperPave规范PG分级体系评价增黏树脂改性乳化沥青性能,采用黏结力试验评价增黏树脂改性乳化沥青的层间黏结强度,并基于磨耗试验、力学强度试验、三大路用性能试验与疲劳试验评价增黏树脂改性乳化沥青冷再生混合料的强度特性与耐久性能.结果 表明,掺加增黏树脂能显著提高基质沥青的高低温性能,增黏树脂改性乳化沥青具有优异的粘附性和黏结强度,但是过多的增黏树脂影响乳化沥青水油结构体系的稳定性.掺加增黏树脂改性乳化沥青能够显著改善冷再生混合料的早期抗磨耗性能、路用性能和抗疲劳性能,推荐用于乳化沥青冷再生混合料的最佳增黏树脂掺量为12％～ 15％.     

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。     

乳化沥青和水泥掺量对冷再生混合料性能的影响研究

为了优化乳化沥青冷再生混合料适宜的乳化沥青和水泥掺量范围,基于室内模拟现场钻芯试验、湿轮磨耗试验,研究了乳化沥青和水泥掺量下冷再生混合料的初期和终期抗松散性能,采用力学性能试验、路用性能试验和疲劳性能试验优化了设计用于乳化沥青冷再生混合料的最佳乳化沥青用量和水泥掺量.结果表明,乳化沥青和水泥掺量对冷再生混合料的早期钻芯完整性、抗松散性能、力学性能、路用性能与疲劳性能均有显著改善作用.随着乳化沥青用量的增大,冷再生混合料力学性能、路用性能与疲劳特性均存在峰值.增大水泥掺量能够显著提高冷再生混合料的水稳定性和高温稳定性及低应力水平下的疲劳寿命,但是过多的水泥掺量导致乳化沥青冷再生混合料刚性增大、柔韧性降低、高应变水平下的疲劳寿命减低.根据优化结果,推荐1.5％～2.0％水泥、3.5％～4％乳化沥青为最佳配比.     

聚丁烯胶乳/有机蒙脱土复合改性乳化沥青的性能

以聚丁烯胶乳(PBL)与有机蒙脱土(OMMT)为复合改性剂改性乳化沥青,通过正交实验考察了复合改性剂配比对改性乳化沥青性能的影响。结果表明,当复合改性剂的最佳配比为PBL质量分数2%(干基)、OMMT质量分数1%时,改性乳化沥青的综合性能最佳;PBL对改性乳化沥青的低温性能影响较大,5℃延度明显增大;OMMT对改性乳化沥青的高温性能作用明显,表现为针入度的降低和软化点的提高,特别是改善了贮存稳定性能。     

调制煤沥青对复合改性乳化沥青性能的影响

为提高复合改性乳化沥青的使用性能,采用加入调制煤沥青的方式和用SBS改性制备复合改性乳化沥青。结果表明,随着调制煤沥青添加量的增加,复合改性乳化沥青的延度和软化点得到改善。当添加20%调制煤沥青后,延度提高至30cm,软化点升到70℃,复合改性乳化沥青已具有良好的高低温性能。荧光显微图像和红外光谱分析表明,在改性过程中SBS与沥青材料之间除物理改性外,还发生了某种化学接枝反应形成网络构架,从而提高了SBS与沥青材料的结合强度,使得沥青体系更加稳定。     

阻燃剂表面改性对阻燃沥青性能的影响

为提高阻燃剂与沥青的相容性,对阻燃剂进行表面改性并用于制备阻燃沥青.通过沥青氧指数试验、软化点试验、动态剪切流变试验、延度试验和离析试验评价阻燃剂对沥青阻燃性能、高、低温性能及储存稳定性的影响并确定最佳掺量.借助热重(TG)和扫描电镜(SEM)分析阻燃剂的表面改性机理和阻燃机理.结果表明,阻燃剂可以显著提高沥青的阻燃性能和高温性能,当掺量不超过8%,对沥青的低温性能和储存稳定性影响较小;阻燃剂可以促进沥青成炭,减少沥青燃烧时气体挥发物的逸出;表面改性会提高阻燃剂的分散性和阻燃沥青的热稳定性,改善阻燃沥青的阻燃性能和低温性能.     

增塑剂对天然沥青改性沥青及沥青混合料高低温性能影响

为研究增塑剂对天然沥青改性沥青及沥青混合料高低温性能的影响,采用特立尼达湖沥青(TLA)和布敦岩沥青(BRA)制备天然沥青改性沥青,进而采用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和偏苯三酸三辛酯(TOTM)增塑剂对其改性,进行DSR和BBR试验分别评价其高低温性能,进行车辙试验和小梁弯曲试验分别评价对应沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性。结果表明:增塑剂对天然沥青改性沥青及沥青混合料高温性能有不利影响,但能使其低温性能明显改善,且增塑剂掺量越高,上述效应越明显;DBP对天然沥青改性沥青及沥青混合料高温性能的不利影响程度高于TOTM,但对其低温性能的改善作用优于TOTM;DBP和TOTM对TLA改性沥青高温性能的不利影响程度高于BRA改性沥青,但对TLA改性沥青低温性能的改善作用更好。