苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性乳化沥青的研究进展

介绍了乳化沥青的发展进程,SBS改性乳化沥青的优点、制备工艺以及应用现状,重点阐述了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性乳化沥青在碎石封层、稀浆封层以及微表处的作用,最后对其改性乳化沥青的发展方向进行了展望。     

纳米粘土/聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性沥青短期老化前后性能研究

为探究纳米粘土与聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青的流变特性和抗老化性能,采用物理试验、动态剪切流变(DSR)、多应力蠕变回复试验(MSCR)和弯曲梁流变试验(BBR),对旋转薄膜烘箱加热老化试验(RTFOT)前后的不同纳米粘土掺量的纳米粘土/SBS复合改性沥青进行对比,探讨短期老化前后不同纳米粘土掺量下纳米粘土/SBS复合改性沥青的抗老化性能。结果表明:添加纳米粘土能明显地提高SBS改性沥青的高温、低温性能和抗老化性能;随着纳米粘土掺量的增加,纳米粘土/SBS复合改性沥青短期老化后的抗车辙因子、不可恢复蠕变柔量等性能指标不同程度改善;十六烷基三甲基溴化铵活化的纳米粘土表现出较好的化学活化效果和抗老化性能。     

PPA/LSBR复合改性沥青及混合料性能研究

为研究多聚磷酸(PPA)和液体丁苯橡胶(LSBR)复合改性沥青与混合料路用性能，选用2.0%掺量的LSBR和0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的PPA进行复配，采用针入度、软化点、延度、旋转黏度以及四组分试验，分析了改性沥青基本性能、感温性能以及组分变化；通过车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验以及冻融循环试验，研究了复合改性后混合料的路用性能变化。结果表明，PPA可以有效改善LSBR改性沥青的温度敏感性，高温性能得到提升；随着PPA含量的增加，沥青质逐渐增加，胶质减小，导致沥青黏度增加；PPA/LSBR复合改性沥青混合料动稳定度较LSBR提高了77.2%,表现出良好的高温性能，破坏应变和冻融劈裂比较LSBR分别减小了6.1%与2.79%,但仍高出SBS改性沥青混合料2.0%与2.3%,其综合性能最佳。     

脱油沥青复合改性沥青混合料性能评价研究

利用脱油沥青(DOA)生产道路沥青是行之有效的技术方案。考察了制备方式对DOA/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青混合料性能的影响,评价了复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳性能,并分析了其经济性。结果表明,掺入DOA能提高沥青混合料的高温性能,但对混合料的低温抗裂性、疲劳性能和水稳定性有消极影响;DOA改性沥青与SBS复合后,混合料的低温性能、水稳定性及疲劳性能均有所改善,高温性能更为优异。综合考虑混合料的路用性能,确定合理的DOA掺量为20%(质量分数)。DOA/SBS复合改性沥青不但保证了路用性能要求,而且还能有效地降低成本,经济效益显著,可以应用于公路工程。     

岩沥青对沥青混合料路用性能的研究

文章针对国产岩沥青的特性,对不同掺量的岩沥青改性沥青混合料和复合改性沥青混合料SMA-10的水稳定性,高温稳定性和低温抗裂性分别进行室内对比试验研究。结果表明,随着岩沥青掺量的增加,岩沥青改性混合料和复合改性沥青混合料的水稳定性,高温稳定性和低温抗裂性等路用性能改善明显,其中,以岩沥青掺量为沥青混合料质量的4%时,综合路用性能改善效果最好。     

沥青混合料黏弹性主曲线模拟及换算

基于时间-温度等效原理将不同温度下沥青混合料的储存模量和蠕变柔量进行平移形成主曲线,采用广义Maxwell和Kelvin模型分别模拟沥青混合料的松弛和蠕变特性,利用Prony级数表达式和Laplace变换实现黏弹性主曲线间的相互换算,并将换算结果与试验结果进行了比较。结果表明,广义Maxwell和Kelvin模型可以较好地模拟沥青混合料黏弹性主曲线,储存模量和蠕变柔量主曲线相互换算结果与试验结果规律基本一致,松弛模量实际结果应介于由储存模量和蠕变柔量换算的松弛模量主曲线之间,这可为沥青混合料黏弹性力学研究及黏弹性参数的获取提供有益参考。     

多因素影响下苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青性能分析

通过掺加不同含量糠醛抽出油、红油增塑剂与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性剂,分析其对SBS改性沥青各性能指标的影响,判断影响SBS改性沥青性能的主要因素。结果表明:改性沥青中SBS改性剂含量是提高软化点、弹性恢复的主要因素;糠醛抽出油含量增大则可明显提高其延度指标,且改善SBS改性沥青的离析程度;红油增塑剂含量增大可大幅提高SBS改性沥青的延度指标,但高温性能下降且离析严重,短期老化后指标下降幅度高于同等含量抽出油老化后指标。因此可在SBS含量确定的情况下,通过掺加适当的糠醛抽出油以改善SBS改性沥青的性能。     

泡沫陶瓷球壳与高黏弹沥青热压复合板材研制及其抗爆性能试验研究

针对成层式防护结构中砂土分散层抗爆性能低、易吸水板结的局限性,自主研制了一种可用于分散层的泡沫陶瓷球壳与高黏弹沥青热压复合板材,通过集团装药化爆试验对复合板材进行了抗爆性能研究。研究结果表明,所研制的复合板材具有优异的抗爆性能,其地冲击衰减系数为4.15~4.2,远高于砂土的1.5~3.5。复合板材具有多重应力波衰减机制,包括黏弹性本征衰减、材料破坏引起的衰减、空穴绕射效应引起的衰减和界面相阻尼衰减。同时,复合板材在防水防潮和地下工程环境适应性方面也具有明显的优势。     

丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物溶液粘度的测定和研究

采用NEX－1型锥板粘度计和HAAK－100型锥板粘度计测定了丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物（SBS）两种型号SBS1401和SBS4402的环己烷溶液和甲苯溶液的粘度,温度范围为20℃-60℃,浓度范围为1％－25％。研究了各种因素对溶液粘度的影响,并计算出了运动粘度。8％以下溶液呈现牛顿流体的性质,粘度基本不随剪切速率改变。浓度从10％起,溶液呈现出非牛顿性,粘度随剪切速率呈幂率变化,粘流活化能随剪切速率的增加而增高。在本文的测量范围内,绝对粘度与浓度呈三次多项式的关系,运动粘度与浓度呈指数关系。     

盐分对橡胶沥青及橡胶沥青混合料高温性能的影响

为研究盐分对橡胶沥青胶结料及橡胶沥青混合料高温性能的影响,将橡胶沥青试件在不同浓度的盐水中浸泡不同的时间。通过软化点、fail temperature和蠕变劲度的粘性成分Gv3个不同指标来评价盐分对橡胶沥青高温性能的影响,通过车辙实验评价盐分对橡胶沥青混合料高温性能的影响。结果表明,3个指标均升高,说明经过盐水浸泡之后的橡胶沥青高温性能都有所提升,盐分条件的存在没有对橡胶沥青胶结料的高温性能造成不利影响。在相同浸泡时间7 d的条件下,随着盐分浓度的增加,软化点、fail temperature和Gv值总体上呈现先增大后减小趋势,升高最大值均出现在盐分浓度为3%时,说明橡胶沥青的高温性能先升高后降低,在3%盐分浓度时达到最佳;在相同浸泡盐分浓度3%的条件下,随着浸泡时间的增加,3个指标呈升高趋势,说明橡胶沥青胶结料的高温性能得到提升。在4种不同浓度的盐水中浸泡后,橡胶沥青混合料的动稳定度值出现了不同程度的降低,混合料高温抗车辙能力变差。     

复合多聚磷酸改性沥青混合料疲劳性能

采用四点小梁弯曲疲劳试验方法,考虑不同试验温度和不同应变水平等因素的影响,研究多聚磷酸（PPA）-苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）复合改性沥青混合料疲劳性能的变化规律,并与SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明：相同条件下,PPA-SBS改性沥青混合料比SBS改性沥青混合料残留劲度模量比大,损伤因子小,稳定阶段耗散能变化率的平均值小,疲劳损伤演变小,抗疲劳性能好;同一温度下,应变水平越大,残留劲度模量比越小,损伤因子越大,耗散能变化率维持稳定阶段的平均值越大,疲劳损伤演变越剧烈,抗疲劳性能越差;同一应变水平下,15℃时沥青混合料试件的抗疲劳性能优于10℃时。     

多聚磷酸与SBS复合改性沥青的改性机制

为研究多聚磷酸(PPA)与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青的微观结构和改性机制,对不同掺量(质量分数)的PPA和SBS复合改性沥青样品分别进行了四组分试验、红外光谱试验、荧光显微试验和差示扫描量热试验。结果表明:随着PPA掺量的增加,沥青质含量增多,胶团之间的作用力增强,促使沥青由溶胶结构转变为溶-凝胶结构,提高沥青的黏度;在SBS改性沥青中加入PPA,可增强SBS之间的交联作用及SBS与沥青之间的接枝作用,加强SBS改性沥青的空间网状结构,促使SBS更好地相容于沥青中,改善其高温储存稳定性,并促使SBS分散为细小颗粒,增强溶胀作用,利于SBS发挥改性效果;在低SBS掺量改性沥青中加入PPA,形成的网络结构要优于高SBS掺量单独改性;加入PPA对沥青的玻璃化转变温度没有明显影响,表明PPA对SBS改性沥青的低温性能影响较小。     

多聚磷酸改性沥青表面形态学与流变学特性

为了研究多聚磷酸(PPA)改性沥青的宏观和微观性能,基于表面形态学与流变学原理,利用原子力显微镜(AFM)与动态剪切流变仪(DSR)对基质沥青、4%苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性沥青(SBS与基质沥青的质量比)和2%PPA改性沥青(PPA与基质沥青的质量比)进行研究。利用AFM测出三种沥青的形貌图与相位图,发现:PPA改性沥青的蜜蜂结构尺寸略大于基质沥青与SBS改性沥青,PPA改性沥青的整体图像明亮度也大于基质沥青与SBS改性沥青。通过表面承载系数(Sbi)与峰密度(Sds)分析得出,PPA改性沥青硬度较高,且表面更为均一。利用DSR对上述三种沥青进行测试,通过复数剪切模量(G*)、相位角(δ)和车辙因子(G*/sinδ)三个参数分析得出,PPA改性沥青具有更好的高温抗变形能力。     

浇筑式沥青混凝土性能影响因素研究

浇筑式沥青混凝土具有较高的变形随从性而在钢桥面铺装上得到了很多的应用,为研究浇筑式沥青混凝土的性能影响因素,采用4种合成级配、3种沥青用量,系统评价了各因素对浇筑式沥青混凝土性能的影响。通过流动度试验和贯入度试验确定最佳含油量,由高温车辙试验和低温弯曲试验进行路用性能检验。研究表明,级配形式和沥青含油量变化对混合料的性能指标的影响较大,因此,实际施工时应严格控制混合料的级配和沥青用量。     

基于微观结构的北美岩沥青改性机理研究?

采用软化点实验和动态剪切温度扫描实验分析了北美岩沥青改性沥青的高温性能;利用电子扫描电镜法、荧光显微镜法、差示扫描量热法、核磁共振波谱法,对不同掺量的北美岩沥青改性沥青进行微观结构的改性机理研究。结果表明,北美岩沥青有效提高沥青流变性能和热稳定性能,改善沥青抗车辙能力和耐老化能力。北美岩沥青增强沥青分子间作用力,提高沥青粘度,改善沥青温度敏感性。北美岩沥青对基质沥青存在物理改性和化学改性的双重改性作用。     

反应性弹性体三元共聚物改性沥青及其混合料性能与机制

采用黏度试验和动态剪切流变试验研究了反应性弹性体三元共聚物（RET）对基质沥青与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青性能的影响,通过原子力显微镜（AFM）分析了SBS改性沥青和RET-SBS改性沥青的表面形貌特征,并采用车辙试验、低温弯曲试验、弯曲疲劳试验及加速加载试验评价了RET改性沥青混合料的各项技术性能,最后通过Weibull分布,分析了不同RET改性沥青混合料在不同失效概率下的疲劳性能。结果表明：RET的掺入提高了沥青的黏度和抗车辙因子,对沥青的高温性能有较大改善;通过掺入RET-SBS,增加了改性沥青中的黏性成分;相较于SBS改性沥青,RET-SBS改性沥青的表面粗糙度显著增大;RET改性剂能够明显改善沥青混合料的高温稳定性;RET与SBS改性剂复配,可有效弥补RET对沥青混合料低温性能的不足,明显改善沥青混合料的疲劳性能和高温长期稳定性。