绥中SBS改性沥青结构与性能影响

选取一种星型和三种不同丁二烯/苯乙烯嵌段比的线型SBS制备绥中改性沥青,采用不同种类沥青、改性剂加量、改性剂种类对比的方法,研究了绥中沥青的特殊性,并通过常规性能评价方法、动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验对绥中改性沥青的高低温流变性能进行评价。研究表明:在一定的SBS加量下,SBS的加入增强了沥青抗车辙能力和低温抗开裂能力,在提升沥青高温性能方面,星型SBS提升抗车辙的能力优于线型SBS,但线型SBS与基质沥青更易相容,线型SBS的嵌段比越大,SBS改性沥青的抗车辙能力越强,线型SBS改性剂制备的改性沥青低温性能优于星型SBS。     

废旧橡胶粉掺量对橡胶沥青高低温及疲劳性能影响研究

为分析橡胶粉掺量对橡胶改性沥青高低温及疲劳性能的影响,选取三种橡胶粉掺量(16%、20%及24%)对基质沥青分别改性。对不同掺量下的橡胶沥青进行动态剪切流变(DSR)及弯曲梁流变(BBR)试验,并与基质沥青及SBS改性沥青对比。试验结果表明,橡胶沥青的高温性能优于基质沥青及SBS改性沥青,低温性能虽不如SBS改性沥青,但强于基质沥青。至于疲劳性能,试验表明当橡胶粉掺量为20%时,其疲劳因子最低,疲劳性能最优。     

油浆改质沥青与其SBS改性沥青性质关联研究

以70号沥青、减压渣油和催化裂化油浆为原料，制备配制沥青原料、油浆改质沥青和SBS改性油浆改质沥青，分析其性质和族组成，探讨了油浆改质沥青性质对SBS改性沥青性质的影响，并结合荧光显微照片，考察了SBS在油浆改质沥青中的分散状态和微观结构。结果表明：芳香分含量较高时，油浆改质沥青的性能较好，SBS与其相容性也较好，从而能够制备出性能较好的SBS改性油浆改质沥青；SBS改性缩合油浆改质沥青的性质优于SBS改性油浆改质沥青的性质，且达到了SBS改性沥青I-D级标准。     

基于复合改性的高模量沥青高温和流变性能研究

考察了自主研制的高模量沥青高温性能和流变性能,并把其与秦皇岛AH-70及北京地区常用的SBS改性沥青进行了对比研究。结果表明:高模量沥青具有硬质沥青特性,高温性能突出,且明显大于SBS改性沥青和秦皇岛AH-70沥青;高模量沥青的60℃零剪切黏度显著大于SBS改性沥青和秦皇岛AH-70,且在非牛顿流体区域的剪切变稀作用小于SBS改性沥青和秦皇岛AH-70;高模量沥青的不可回复蠕变柔量Jnr极低,表现了良好的高温性能,且应力敏感系数较Jnr-diff低,对应力敏感性小;在试验温度和频率范围内,高模量沥青的复数模量均显著大于SBS改性沥青和秦皇岛AH-70,随温度增大,频率降低,三种沥青的复数模量均呈增加趋势,三种沥青对温度和频率的敏感性大小顺序均为:高模量沥青SBS改性沥青秦皇岛AH-70。     

化学改性沥青的流变性质

主要研究了含有锰、铅、锌的有机盐类对改性沥青的实验室流变性能的影响,基质沥青的性质及金属离子的种类是影响改性沥青效果的主要因素.运用常规试硷方法及SHRP试验方法动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)分别对改性沥青的高、低温流变性能进行了评价改性沥青的流变性质的变化说明,改性沥青中发生了不同于单纯加热而引起的沥青的变化,而是在改性剂的作用下沥青中的活性基团发生交联,它不是一种物理共混,而是对沥青自身性质的改变.     

克拉玛依沥青与SBS相溶性研究

通过对基质沥青组成和SBS分子结构对SBS改性沥青性质的影响研究,表明了沥青组成中沥青质和芳香烃含量对改性沥青性质影响最大;SBS分子结构中随着苯乙烯含量的增加,改性沥青样品的软化点有降低趋势,SBS分子量降低,改性沥青样品的储存稳定性提高。提高克拉玛依沥青沥青质含量,降低SBS分子量,可以有效改善克拉玛依沥青与SBS的相溶性。     

脱油沥青和SBS复合改性70号道路沥青的研究

利用脱油沥青(DOA)和SBS调和70号道路沥青生产改性沥青是一条解决DOA应用的有效途径。对DOA和SBS调和商品70号沥青制备改性沥青进行了试验研究,结果表明:在固定SBS,糠醛抽出油均为4%的商品70号沥青中外掺2.5%~1 0.0%的DOA,随着DOA含量的增加得到的改性沥青软化点升高,针入度和5℃延度减小,黏度增大。DOA调和比例为2.5%~5.0%的改性沥青的性质均满足SBS改性沥青1-D级标准。对DOA掺量为5.0%、7.5%的改性沥青和改性沥青原样进行了流变行为表征学测定,结果表明SBS改性沥青中添加DOA后复数模量增大,相位角减小,车辙因子增大,改性沥青的性能显著改善。此外,黏温性能研究表明掺兑DOA后SBS改性沥青的高温性能得到了改善。     

不同温度下改性沥青流动指数与SBS含量的关系

借助动态剪切流变仪（DSR）研究了一系列不同SBS含量的改性沥青在不同温度下黏度和扭矩随剪切速率的变化规律。通过建立起基于DSR测试曲线的黏度模型和扭矩模型,拟合出不同温度和SBS含量下沥青的流动指数,并证明,在低剪切速率范围内基质沥青类似牛顿流体,改性沥青流变特性近似服从Osmald—deWale幂律方程且随SBS含量增加表现出假塑性。通过DSR曲线畸变和流动指数突变分析,发现SBS链段运动与玻璃化转变是影响改性沥青流变特性的关键因素。     

沥青的组成特点及其改性沥青的性能研究

对比分析两种基质沥青制备的SBS改性沥青的性质,并从基质沥青的组分组成、元素组成、红外光谱及溶解度参数分析两种改性沥青性质不同的原因。结果发现:沥青中存在一定量的极性官能团,可以改善SBS与沥青之间的相容性。含硫化合物的存在可以促进SBS和沥青之间的交联反应,形成一定空间网络结构,改善沥青高温性能及其与SBS之间的相容性;南美AH-70的溶解度参数与SBS相近,容易相容,两者制备的改性沥青储存稳定性较好;芳香分和胶质含量对沥青与SBS的相容性有重要影响,而沥青质含量对提高改性沥青的高温性能有较大影响。     

环保型SBS改性阻燃沥青性能研究

采用氧指数测定法、动态剪切流变实验、弯曲梁流变实验和DSC-TG实验、扫描电镜(SEM)手段研究了环保型SBS改性阻燃沥青的性能;通过研究环保型阻燃剂对SBS改性沥青阻燃性能、物理性能、135 ℃运动黏度和高低温流变性能的影响确定了环保型阻燃剂的加入量;检测了环保型SBS改性阻燃沥青的环保性能。结果表明,环保型SBS改性阻燃沥青具有良好的阻燃性能、物理性能、热储存稳定性及环保性能,环保型阻燃剂可以提高SBS改性沥青的高温性能,但会影响低温性能;环保型阻燃剂的加入可以提高SBS改性沥青的热分解温度和开始燃烧温度,并且在沥青燃烧时可以减少烟密度及有毒烟气的释放。     

SBS／MMT复合改性沥青常规性能测试分析

利用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）与蒙脱土（MMT）及其共混物分别对沥青进行了直接复合改性和共混物复合改性,测试了改性剂用量不同的SBS改性沥青、MMT改性沥青以及SBS与MMT质量比（m（SBS）／m（MMT））不同的共混物复合改性沥青的物理机械性能,同时还对不同m（SBS）／m（MMT）的SBS／MMT共混物复合改性沥青及SBS／MMT直接复合改性沥青的高温储存稳定性和相形态作了测试分析。结果表明,SBS／MMT共混物复合改性沥青的常规性能整体最优。     

CHARACTERIZATION OF POLYMER MODIFIED GULF ASPHALTS

The rheological properties of polymer modified Arab asphalts were characterized using both routine test methods, such as penetration and softening point, and more rigorous methods, which included low temperature stiffness measurements using a bending beam rheometer, and dynamic mechanical analysis using dynamic shear rheometer. HP-GPC method of analysis was used to produce profiles of the molecular size distribution of the modified asphalts. Models were built to predict the rheological and performance-based properties from the HP-GPC profiles. The results indicated that polymer modification is capable and effective in improving the neat Arab asphalt binders rheological properties to meet and satisfy the performance requirements of the Gulf countries.     

CHARACTERIZATION OF POLYMER MODIFIED GULF ASPHALTS

Abstract

The rheological properties of polymer modified Arab asphalts were characterized using both routine test methods, such as penetration and softening point, and more rigorous methods, which included low temperature stiffness measurements using a bending beam rheometer, and dynamic mechanical analysis using dynamic shear rheometer. HP-GPC method of analysis was used to produce profiles of the molecular size distribution of the modified asphalts. Models were built to predict the rheological and performance-based properties from the HP-GPC profiles. The results indicated that polymer modification is capable and effective in improving the neat Arab asphalt binders rheological properties to meet and satisfy the performance requirements of the Gulf countries.     

添加剂对SBS改性沥青性能影响研究

通过对加入不同剂量SBS改性剂、相容剂、稳定剂的SBS改性沥青的基本性能和动态剪切流变性能的考察,研究这几种添加剂在SBS改性沥青中的作用及作用机理。研究发现：SBS改性剂能提高沥青的粘弹性,随着剂量的增加沥青的低温和高温性能变好;相容剂能增加沥青中芳香组分,提高SBS与沥青的相容性,但随着剂量的增加沥青的针入度和延度增大,沥青的弹性性能降低,粘性也减小;稳定剂能使SBS在沥青中形成稳定均匀分布的网络结构,稳定剂剂量占SBS量约5%为宜,随着剂量的增加沥青软化点和粘度提高,弹性增大,粘性减小。     

几种聚合物改性沥青性能的比较

比较ＰＥ、ＥＶＡ、ＳＢＳ改性沥青的高温稳定性、低温柔软性、粘韧性、弹性以及耐老性等技术性能的结果表明，以聚合物ＳＢＳ改性效果最好，ＥＶＡ次之，而ＰＥ为最差。     

基于测力延度试验的聚合物改性沥青低温拉伸性能研究(1)聚合物改性沥青测力延度性能及其影响因素

通过测力延度试验分别对SBS、SBR、EVA、PE四种改性沥青的低温拉伸性能进行了测试分析，研究了各种聚合物的种类、掺量、基质沥青、热老化等因素对聚合物改性沥青测力延度性能的影响。试验结果表明，测力延度试验可以比较全面的反映改性沥青的低温拉伸性能，是评价改性沥青低温性能的简单有效的方法。     

沥青软化点温度下的粘弹特征

本文对30余个沥青样品进行了动态剪切扫描试验,探讨了软化点环境下的沥青的粘弹性状态。试验发现：在软化点温度条件下,纯沥青与改性沥青处于两种不同的流变状态,石油沥青粘弹组成中粘性分量居多,相位角多在80o以上;而SBS改性沥青则保持较低的模量值和相位角,弹性仍保持为一个明显的特质。同时,利用Shapiro-Wilk正态检验发现,在a=0.05置信水平下,不管老化状态如何,纯沥青软化点对应一个稳定的复数模量,在荷载100Pa、频率10rad/s的实验条件下,该模量均值为13033.7Pa,标准差为2104.7Pa。并利用这种等模量规律求取纯沥青的软化点,证明了与实测软化点的良好关联性。需要更多数据以验证本文的初步结论。     

温度和频率对沥青模量的综合影响

沥青的工程力学性质受温度和频率的影响很大。本研究根据时间-温度置换原理确定了两种沥青(70号普通沥青和SBS改性沥青)的动态剪切模量主曲线和时间-温度转化因子。利用Sigmoidal函数和WLF公式形成了剪切模量的预测模型,并验证了该模型的有效性。该模型可以考虑温度和荷载频率对沥青性质的综合影响。     

Viscoelastic fatigue resistance of asphalt binders modified with crumb rubber and styrene butadiene polymer

In the present research study, the fatigue behavior of modified asphalt with crumb rubber (CR) and styrene-butadiene-styrene (SBS) are investigated. Each of these additives was mixed with a 85–100 neat bitumen at two different dosages. The time sweep test was used to investigate the viscoelastic fatigue properties of asphalt binders in terms of energy dissipation. Linear amplitude sweep tests were conducted to study the fatigue life of asphalt binders under varying loads based on the concepts of viscoelastic continuum damage mechanics. Results showed that adding CR and SBS can enhance the fatigue resistance of modified asphalts based on the energy approach and viscoelastic continuum damage analysis.     

PERFORMANCE/MICROSTRUCTURE RELATIONSHIP OF BLENDS OF ASPHALTS WTTH TWO INCOMPATIBLE POLYMERS

Using microscopic techniques by UV fluorescence reflexion. It was possible for the first time to observe the natural segregation of two incompatible polymers (a polyolefln and a SBS triblock copolymer 5:1) In several asphalts. This method helped in identifying and understanding the relationship between microstructure and performance of polymer/asphalt blends. Performance of the binders such as elongations! behaviour, low temperature flexibility and high temperature performance were studied before and after ageing. The polydispersity of the phases and the fineness of the SBS dispersion were shown to be very sensitive to the blending conditions, the composition of the asphalt and Its susceptibility to ageing. The ability of the dispersed SBS to form a continuous matrix under elongational stress was crucial to observe elastomeric behaviour. It was shown that there was an optimum in the asphaltene content in order to allow the elastomeric matrix formation without any loss in cohesion at the polymer/asphalt interface as visualized by microscopy