橡胶沥青老化机理综述

橡胶沥青因具有优异的性能而被广泛研究和应用,但橡胶沥青老化之后性能变化较多。从橡胶和沥青2个方面对国内外橡胶沥青老化机理的研究现状进行了总结,并指出橡胶沥青的老化是由橡胶和沥青的溶胶体系发生改变所致。研究橡胶沥青的老化机理对延长橡胶沥青路面的使用寿命有重要作用,今后应多开展该方面的研究。     

基于红外光谱法分析橡胶沥青的老化特征

橡胶沥青的老化过程比较复杂,采用薄膜烘箱老化和压力罐老化室内试验模拟橡胶沥青在生产、施工以及使用期间发生的短期老化和长期老化过程,并采用在结构分析中应用最为广泛的红外光谱法分析橡胶沥青老化后的微观结构变化,从而进一步解释橡胶沥青的老化机理.     

橡胶沥青及其老化特性研究

制作了普通橡胶沥青和脱硫橡胶沥青,并进行了橡胶颗粒影响、测力延度和老化性能试验.结果表明：经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶粒在沥青里大多分散成细小颗粒,而普通橡胶粉剪切后基本保持原有颗粒核心.在老化过程中,橡胶颗粒核心有较强的继续溶胀反应,这导致普通橡胶沥青的一些流变性指标与基质沥青老化趋势相反,此反应在薄膜加热试验(TFOT)短期老化下尤为明显.脱硫橡胶沥青的路用性能和抗老化性能优于基质沥青,但均不如普通橡胶沥青.     

橡胶沥青老化性能影响分析

本文通过对沥青老化的原因及其组分变化和性能变化的分析,研究了橡胶改性沥青的抗老化的性能。并对老化作用下沥青的组分及性能变化进行了研究。     

橡胶沥青时-温反应过程性能演变规律研究

为研究橡胶沥青时-温反应过程性能演变规律,以90号基质沥青为原材料,添加普通胶粉和胎冠胶粉,在不同制备温度和时间下得到24种橡胶沥青;采用三大指标试验、布氏旋转黏度试验和动态剪切流变试验分析胶粉类型、制备温度和时间对橡胶沥青使用性能的影响.试验结果表明:普通橡胶沥青的针入度、软化点、延度和黏度均大于胎冠橡胶沥青,所以普...     

橡胶沥青特性及橡胶沥青混凝土施工工艺

探讨了橡胶沥青的特性,对橡胶沥青混凝土矿料级配范围、机械设备组合、混合料的运输、摊铺、碾压、接缝等与普通沥青混凝土施工工艺不同之处进行了介绍;并以辛樊路橡胶沥青混凝土路面施工为例,得出相应的结论。     

废机油底渣再生剂对老化沥青低温性能影响

为准确评估废机油底渣(WEOB)作为沥青再生剂时对老化沥青低温性能的影响,通过室内旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)和40h长期老化(PAV)试验制备老化沥青,然后采用双边缺口拉伸(DENT)试验、扩展弯曲梁流变(Ex-BBR)试验分别研究了原样沥青、老化沥青和添加废机油底渣再生沥青的抗延性断裂性能,以及物理硬化对这3种沥青低温极限分级的影响;采用原子力显微镜研究了原样沥青、老化沥青和再生沥青的微观结构.结果表明:使用废机油底渣会降低老化沥青的容许应变(CTOD)和常规弯曲梁流变仪的低温极限分级,经过长期低温恒温处置后,废机油底渣掺量为10%的再生沥青低温极限分级增加明显;老化沥青中添加废机油底渣并不能恢复原样沥青胶结料的表面微观形态,而且形成了更多的相界.     

炭黑对紫外光老化后沥青及沥青混合料低温性能影响分析

为了探究炭黑对紫外光老化后沥青及沥青混合料低温性能的影响,利用紫外老化箱加速材料老化,通过25℃针入度试验,5℃延度试验,弯曲梁流变试验,沥青混合料低温弯曲和劈裂试验,对炭黑沥青与基质沥青及相应沥青混合料抗紫外老化性能进行对比分析。结果表明：在相同紫外光照条件下,与基质沥青相比,炭黑沥青蠕变劲度升幅小,针入度、5℃延度与m值降幅小。添加炭黑与无炭黑两种沥青混合料在室内辐射1d（等效于林芝地区室外辐射52d）时低温指标下降最快,添加炭黑沥青混合料相较无炭黑沥青混合料应变能密度下降幅度更小,低温劈裂强度变化幅度更低,达到最大老化水平的时间更长,证明紫外光老化后炭黑沥青比基质沥青具有更好的柔性和应力松弛水平,炭黑沥青混合料具有较低的紫外光敏感度与更好的抗光老化耐久性。建议炭黑用于我国青藏高原等紫外线辐射强烈、夏凉冬寒地区的沥青路面工程中,可有效提高沥青路面在紫外光作用下的使用寿命,减少温度裂缝的产生,提高道路使用寿命。     

沥青再生剂老化性能分析

针对目前沥青再生剂抗老化性能差的问题,研究测试分析了自制再生剂A与商用再生B的老化性能。研究选择了基质沥青,A再生沥青和B再生沥青为研究对象,通过短期老化和长期老化后沥青针入度、延度和流变指标的变化,分析两种再生沥青的老化性能,并通过热重测试研究了两种再生沥青老化性能存在差异的原因。结果表明,A再生沥青老化后的针入度、延度和复数模量变化率较低,具有较好的抗老化性能,因为再生剂A分解温度较高,易挥发的轻质组分含量较低。     

橡胶颗粒沥青混合料除冰雪性能的影响因素

为了明确橡胶颗粒沥青混合料的除冰雪性能,通过室内模拟试验方法,研究了橡胶颗粒掺量及分布层位、冰层厚度和温度等对橡胶颗粒沥青混合料除冰雪性能的影响.研究结果表明,橡胶颗粒越靠近混合料上表面、掺量越大、橡胶颗粒沥青混合料面层厚度越大,其除冰雪效果越好;随温度的降低和冰层厚度的增大,橡胶颗粒沥青混合料的除冰雪效果逐渐减弱.     

再生胶改性沥青性能及其微观结构研究

制备了普通橡胶沥青和再生胶改性沥青,测定了这2种橡胶沥青的各项技术指标,并对普通橡胶粉和再生胶颗粒的微观结构进行了研究.结果表明:与普通橡胶沥青相比,再生胶改性沥青的高温黏度大大降低,制备温度也稍微下调,且制备中无异味,更加环保.再生胶颗粒交联度低,活性化学键多,与沥青之间存在明显的化学作用;而普通橡胶粉交联度高,活性化学键少,与沥青之间几乎没有化学作用.     

胶粉复配RET改性沥青老化前后流变特性与老化机理

采用动态剪切流变和弯曲梁流变试验,研究了胶粉复配反应性弹性体三元共聚物(RET)改性沥青经历短期及长期老化前后的高低温流变特性,并与SBS复配RET改性沥青进行了对比;通过原子力显微镜对胶粉复配RET,SBS复配RET改性沥青老化前后的改性机理进行了初步分析.结果表明:胶粉、RET的掺入能改善沥青老化前后的高温性能;相比于SBS复配RET,胶粉复配RET对短期老化前后沥青的高温性能改善更显著,且长期老化后其劲度模量增长幅度更低;随着RET掺量的增加,胶粉复配RET,SBS复配RET改性沥青老化前后的高温抗变形能力随之增强,其低温性能变化不大;胶粉复配RET改性沥青的微观形态中出现明显的"黑白斑点"结构,相较于SBS复配RET改性沥青,胶粉复配RET改性沥青老化后的黏结力与耗散能提高,弹性模量降低,抗老化性能更好.     

老化对胶粉和SBS改性沥青流变性能的影响

为研究短期老化作用对胶粉(CR)改性沥青和SBS改性沥青流变性能的影响,通过旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)对CR改性沥青和SBS改性沥青进行短期老化,然后在不同温度和荷载频率下进行动态剪切流变试验(DSR),结合扫描电子显微镜(SEM),对CR改性沥青和SBS改性沥青的流变性能和微观结构进行了研究.结果表明:老化前橡胶粉及SBS改性剂都能与沥青达到良好共融,老化后SBS改性剂与沥青的界面结合状况却差于橡胶粉与沥青的界面结合状况;老化作用使CR改性沥青和SBS改性沥青由储存模量G′(弹性)占主导作用转向由损失模量G″(黏性)占主导作用的温度转化点向高温转移;短期老化作用在高温下对SBS改性沥青产生的影响较大;短期老化前后,CR改性沥青较SBS改性沥青具有更强的高温抵抗变形能力和抗车辙能力;随加载频率增大,2种改性沥青的高温抗车辙能力都得到增强.     

连续密级配橡胶沥青混合料应力吸收层的研究

以常规方法制备橡胶沥青,用AC类连续密级配取代之前的断级配,成型橡胶沥青混合料,将其用作为类似于Strata的应力吸收层.先通过目标空隙率设计方法对级配变化进行分析,再运用四点弯曲小梁疲劳试验对混合料的疲劳性能影响因素进行分析,然后再对橡胶沥青混合料的设计进行试验研究,最后对比研究其与ARAC-13,Strata应力吸收层混合料和高掺量SBS改性沥青混合料的路用性能.结果表明:4.75 mm档通过率(质量分数,下同)为55％,2.36 mm档通过率为10％,1.18 mm档通过率为25％～30％时,橡胶沥青应力吸收层混合料能得到最佳空隙率级配;沥青用量的增加和空隙率的降低会提高其疲劳寿命;基于该研究,用于应力吸收层的橡胶沥青混合料推荐选取针入度约为80(0.1 mm)的橡胶沥青,沥青用量(质量分数)为9％～10％,混合料中不添加矿粉.通过对比发现,橡胶沥青混合料应力吸收层有较好的疲劳性能和高温稳定性,对比其他混合料有一定的经济优势,适合作为应力吸收层材料.     

老化前后沥青与胶粉相容性的分子动力学研究

为了探究热老化对沥青与胶粉之间相容性的影响,采用压力老化法(PAV)制备长期老化沥青.采用四组分分析法对基质沥青与老化沥青进行分析,并在此基础上,以丁苯橡胶(SBR)作为胶粉的代表建立分子模型.结果表明:老化前后沥青的密度没有明显变化,但是老化沥青的能量由于老化后沥青中大分子比例的增加而增加;老化沥青与SBR溶解度系数差值较基质沥青与SBR溶解度系数差值更大,表明老化降低了沥青与SBR之间的相互溶解能力;老化使沥青与SBR之间的相互作用能下降,最终降低了沥青与SBR的相容性.     

橡胶沥青性能与SBS沥青性能的分析对比

橡胶沥青是将废轮胎橡胶粉作为改性剂添加到基质沥青中,经高温制作成的胶结材料。橡胶沥青在沥青的改性原理和耐高温性能、低温性能、抗水损坏性能、抗老化性能等方面与SBS沥青作了分析比较。     

高温下橡胶沥青胶浆特性及矿料级配优化分析

为改善橡胶沥青混合料的高温性能,提出以橡胶沥青胶浆和矿料级配为主要研究对象的优化思路。通过室内试验,首先研究粉胶比对橡胶沥青胶浆抗车辙因子和相位角的影响;然后结合橡胶沥青的特异性,对其橡胶沥青混合料的矿料级配进行选择和调整,将动稳定度和相对变形作为混合料高温性能评价指标,得出优化后的矿料级配。研究结果表明,提高橡胶沥青混合料高温稳定性的措施有:适当调整粉胶比,控制在1.2左右为宜;以水泥取代矿粉作为混合料的填料;以传统SMA级配为基础,对混合料级配作出调整,适当降低填料比例,能够实现橡胶沥青混合料高温稳定性的优化。     

沥青老化方式对沥青性能的影响

为了研究沥青老化过程中氧气的存在是否对沥青老化后的性能有影响,该文通过选取SK-70和PJ-90两种沥青在薄膜烘箱和真空干燥箱的老化下,对其加热前和加热后的质量变化、针入度、软化点以及沥青的四组分的变化进行了研究。研究表明,不管老化条件是有氧还是无氧,老化后的沥青的性能发生了明显的变化,针入度变小,软化点升高,饱和分和芳香分减少,胶质与沥青质增加。只是,氧气的存在加速了沥青的老化进程。