胶粉活化对橡胶沥青性能的影响研究进展

从胶粉活化机理、胶粉活化改性方法、胶粉活化对改性沥青性能影响3个方面,对目前活化胶粉的研究进展进行了分类总结。研究发现,活化胶粉改性沥青的低温性能、储存稳定性、感温性能等比未处理胶粉改性沥青更优。该研究成果可为后续活化胶粉改性沥青的研究和应用提供参考。     

SBS改性沥青超热老化模式下氧化与挥发的贡献机理

利用宏观和微观分析相结合的方法,定量分析了SBS改性沥青超热老化模式下氧化与挥发的贡献机理。通过研究不同老化温度下常规三大指标,DSR流变车辙因子分别在空气氛和高纯氮气氛下老化的衰变规律,并结合傅里叶变换红外光谱微观表征手段,定量计算出SBS改性沥青超热老化过程中氧化与挥发的贡献率,得出SBS改性沥青在超热老化模式下,其老化机理是以SBS分子中的双键被氧化为主要因素,但随着超热老化温度升高,小分子挥发等非氧化因素逐渐成为超热老化的又一主要因素。宏观分析中,从普通老化的163℃到超热老化的198℃,氧化与挥发对SBS改性沥青针入度衰减的贡献率比由6∶4变为1∶1;对延度衰减的贡献率比由7∶3变为1∶1;对车辙因子的贡献率比由24∶1变为2∶1;而红外光谱微观分析中,氧化与挥发对SBS改性沥青超热老化后不饱和双键的衰减贡献率比由7∶3变为1∶1。     

SBS改性沥青高温流变性能与相态结构的关系

为量化表征SBS改性沥青网络化程度,确定控制其高温性能的形态学参数,采用荧光形态学方法、多重应力蠕变回复试验、频率扫描试验分别对5种掺量、6个剪切时间的线型SBS改性沥青在64℃下的荧光数字图像、不可恢复蠕变柔量、频率敏感性进行了定量分析。结果表明:通过增大改性剂掺量、延长剪切时间,SBS改性沥青高温流变性能得到改善。SBS掺量低于5%时,仅靠延长剪切时间无法形成网络结构;相同剪切时间下,增大SBS掺量即可形成网络结构。本文选取图像连通域和面积比率共同描述SBS改性沥青的相态变化特征,并建立了流变指标与形态学参数间的关系模型,为直接利用形态学方法预估、评价改性沥青高温性能提供理论依据。     

基于表面理论的温拌SBS改性沥青-集料体系的粘附性

采用躺滴法检测了掺加1.5%、3%的Sasobit和0.5%、1%的Evotherm 3G制备得到的温拌SBS改性沥青与蒸馏水、甘油和甲酰胺3种液体的接触角;基于表面自由能理论,对比了温拌SBS改性沥青在无水条件下的表面自由能和粘聚功以及在有水条件下的剥落功;同时,考察了温拌SBS改性沥青和石灰岩质集料的粘附功和配伍率。结果表明:采用躺滴法可以准确检测温拌SBS改性沥青与常用检测液体的接触角;以粘聚功、粘附功、剥落功、配伍率作为评价指标可用于表征温拌SBS改性沥青-集料体系的粘附性;温拌SBS改性沥青的表面自由能及其分量、粘聚功、配伍率随着Sasobit掺量的增大而减小,但随着Evotherm温拌剂掺量的增加而增大;水的参与降低了温拌剂对SBS改性沥青-集料体系粘附性影响的差异;Evotherm温拌剂有助于改善温拌SBS改性沥青的水敏感性,Sasobit温拌剂增加了温拌SBS改性沥青的水敏感性。     

老化SBS改性沥青二次改性再生工艺及机理研究

为研究老化SBS改性沥青的二次改性再生效果,比较不同工艺对再生效果的影响,首先通过常规试验、SHRP试验选择恰当的SBS改性沥青老化模拟方式,然后对添加SBS改性剂、新沥青进行再生的3种工艺展开研究,并借助红外光谱试验分析不同掺加顺序对老化SBS改性沥青再生效果的影响,确定了改性剂及新、旧沥青的最佳比例和最佳工艺。结果表明:采用RTFOT试验进行老化模拟更加方便、科学,RTFOT试验5h获得的改性沥青指标与服务年龄为7年的SBS改性沥青一致;SBS改性剂、新沥青添加顺序与老化沥青再生效果关系密切,先将SBS改性剂和新沥青混合制备改性沥青,再将改性沥青与老化沥青混合的工艺可使再生沥青性能最佳,其中SBS最佳掺量为4%,新、旧沥青质量比为2。     

基于DSR直接拉伸试验的沥青高温粘聚性分析

采用动态剪切流变仪(DSR)直接拉伸试验研究了60℃时改性沥青老化(RTFOT)前、后的粘聚性。绘制了σ-ε关系曲线,并对曲线进行双指数拟合;采用应力峰值σmax、峰值对应位移ε0、拉力功W以及指数方程拟合参数A1、A2作为沥青高温粘聚性的评价指标。研究结果表明:老化前TPS高粘沥青粘聚性各项指标最优;改性剂来源不同、掺量相同的SBS改性沥青粘聚性差异较大,其中以791改性沥青粘聚性最好,1301次之,4303最差。橡胶粉/791SBS复合改性沥青的σmax、ε0、W以及拟合参数A1、A2均远小于791改性沥青;RTFOT老化后,改性沥青粘聚性发生了较大变化,1301改性沥青各项指标最优、其次为4303,TPS高粘沥青和791改性沥青的粘聚性较差,橡胶沥青的粘聚性远小于其它类型改性沥青。     

改性沥青混凝土在市政道路工程中的应用

在当前我国道路工程中,改性沥青混凝土材料应用越来越广泛。由于改性沥青混凝土具有较好的防水性、抗冻性、耐久性、抗裂性和平整度,可以说在当前路面施工中,其是最理想的沥青混凝土路面材料。因此在当前市政道路工程施工过程中,需要掌握改性沥青混凝土施工技术的优点和要点,并在施工完成后做好具体的养护工作,以此来提高路面的质量。     

基于分子动力学的生物质油改性沥青相容性研究

为研究生物质油改性沥青的相容稳定性,基于分子动力学方法构建了基质沥青、生物质油改性沥青和SBS改性沥青模型,依据热力学判据、Flory-Huggins相互作用参数和分子极性对生物质油改性沥青和SBS改性沥青的相容性进行定量对比分析。借助荧光显微镜观测两类改性沥青以进一步验证和支持数值模拟结果。研究发现,在158 K和294 K处,SBS改性沥青出现了两次明显的玻璃化状态转变,而生物质油改性沥青仅在262 K处出现一次玻璃化状态转变;生物质油的溶解度参数与基质沥青的溶解度参数更为接近;SBS-基质沥青的相互作用参数(0.689 1)高于生物质油-基质沥青(0.612 0);生物质油的电偶极矩高于SBS改性剂,因而生物质油-基质沥青体系会产生强烈的吸引;SBS结构为直链线性,难以与沥青质等多环芳烃结构发生相互作用;SBS改性沥青的荧光显微结构中出现大规模荧光点,相态分离明显,而生物质油沥青荧光点少,相态均一。综合分析,生物质与基质沥青之间表现出更好的相容稳定性。     

白炭黑对SBS改性沥青性能的影响

白炭黑学名沉淀水合二氧化硅，主要成分是SiO2，具有粒径小、比表面积大、密度小等特点，使它不同于普通的矿质添料而成为沥青的增强剂。据研究认为，自炭黑可以改善沥青的高温性能、低温性能和抗老化性能。根据自炭黑的特点，尝试将SBS与自炭黑进行复制得到改性沥青，研究了不同用量的自炭黑对SBS改性沥青的影响。     

PEG/活性炭相变材料改性沥青

利用PEG/活性炭复合固-固相变材料对沥青进行改性,制备出相变材料改性沥青。对不同配比的相变材料改性沥青进行老化、高低温交变等处理,观察其外观,并利用电子拉力试验机和热机械分析仪(TMA)测试改性沥青的延展性、软化点等性能。研究表明,当PEG/活性炭相变材料含量为20%时相变材料改性沥青的延展性最好,相变材料含量为15%~25%时,改性沥青的软化点明显提高。