2024, 27(2):114-120.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.003
摘要:为评价双螺杆活化胶粉复合SBS改性沥青及其混合料的低温性能,用测力延度、半圆弯曲和裂缝扩展性能试验分别测试了SBS改性沥青、未活化胶粉复合SBS改性沥青和双螺杆活化胶粉复合SBS改性沥青的低温性能指标,并采用熵权法对测力延度指标进行优选,通过荧光显微镜和四组分试验对3种沥青的性能变化进行机理分析.结果表明:测力延度指标中最大屈服点可有效表征双螺杆活化胶粉复合SBS改性沥青的低温性能;双螺杆活化过程中交联键被打开,并与SBS形成稳定的交联网络结构,显著提高了改性沥青混合料的高温性能和抗水损害性能.
2024, 27(2):181-188.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.012
摘要:沸石作为制备泡沫沥青温拌混合料的发泡剂,其释放的沸石水和残留的沸石矿物对沥青-填料交互作用有着不同影响.通过流变学试验,研究了沸石、沸石矿物和沸石水对SBS改性沥青及其胶浆流变特性的影响.试验发现,在沥青或胶浆中添加沸石或沸石矿物可使其弹性增大,且随其掺量的增加而增大,沸石水则与之相反.进一步,利用基于流变特性的交互作用评价指标[η]、Palierne-C-G*和Luis Ibrarra-A-δ,研究了沸石、沸石矿物和沸石水对SBS改性沥青-填料交互作用的影响.研究表明,胶浆中添加沸石或沸石矿物可使沥青-填料交互作用增大,且随其掺量的增加而增大,沸石水则与之相反.
2022, 25(2):164-170.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.02.008
摘要:为了研究废机油作为再生剂的可行性以及不同再生剂对老化SBS改性沥青的再生效果,通过常规性能试验、动态剪切流变(DSR)试验对SBS改性沥青再生后的性能进行评价,采用原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FTIR)及热重分析(TG)研究了SBS改性沥青的再生机理.结果表明:XT-1再生剂和废机油对老化SBS改性沥青的针入度、软化点、延度均有较好的恢复效果;XT-1再生剂可以提高再生沥青的低温抗裂性能;废机油对老化SBS改性沥青疲劳寿命的影响更为明显;废机油对再生沥青黏弹性能有更好的恢复效果,可以改善老化作用对SBS改性剂的降解;XT-1再生剂和废机油的加入都调节了SBS老化沥青中的组分,改善了其路用性能,但并未发生化学反应.
2022, 25(12):1321-1328.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2022.12.015
摘要:采用红外光谱与凝胶渗透色谱研究改性沥青的老化机理,并依托宽域温度扫描试验,检测沥青材料在20~140 ℃内的线性黏弹特性变化,讨论短期老化与长期老化的影响规律.结果表明:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青是典型的两相材料,其老化过程由沥青相氧化硬化与SBS相氧化裂解耦合组成;沥青相老化时吸收氧气发生聚合,相对分子质量逐渐增大,沥青逐渐变硬变弹;SBS相老化时吸氧裂解,相对分子质量逐渐变小,沥青逐渐变软变黏,2种行为同时存在,共同影响改性沥青的黏弹特性;温度较低时,沥青硬化作用占优,老化后相位角下降,模量上升;温度较高时,SBS裂解作用占优,老化后相位角上升,模量不变甚至下降;短期老化中,SBS裂解作用较为明显,长期老化中,沥青硬化作用占据上风.
2021, 24(1):131-137.DOI: 103969/j.issn.1007 9629202101018
摘要:通过小梁弯曲蠕变试验(BBR)以及半圆弯拉试验(SCB),对不同TB胶粉掺量和苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺量的TB胶粉复合SBS改性沥青及其混合料的低温性能进行研究,并对其低温性能指标进行相关性分析.结果表明:与基质沥青相比,TB胶粉改性沥青具有优异的低温性能,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温PG分级温度下降,沥青低温应力变小,混合料低温抗裂性增强;TB胶粉复合3%SBS改性沥青及其混合料的低温性能高于基质沥青,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温性能改善效果较为显著,但低于相应掺量的TB胶粉改性沥青;随着SBS掺量的增加,10%TB胶粉复合SBS改性沥青的低温性能变化不明显,混合料的低温抗裂性变差;TB胶粉改性沥青的低温PG分级可以很好地反映沥青及其混合料的低温性能,而TB胶粉复合SBS改性沥青不能通过单一的PG分级来评价其低温性能,需要结合其他指标共同评价.
2021, 24(4):842-850.DOI: 103969/j.issn.1007 9629202104023
摘要:基于小梁弯曲蠕变试验和直接拉伸应力松弛试验,采用蠕变速率、松弛时间、松弛模量等流变学指标,对比分析了在不同低温条件下,多聚磷酸(PPA)SBS复合改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料的低温流变特性,同时结合损伤力学和黏弹性力学理论,建立了蠕变损伤模型与六单元广义Maxwell应力松弛模型.结果表明:不同低温条件下,PPASBS复合改性沥青混合料进入蠕变稳定期的时间早于SBS改性沥青混合料,其累积变形量和蠕变速率均大于SBS改性沥青混合料;以Burgers模型为基础,结合损伤力学建立的蠕变损伤模型能够较好地反映蠕变损伤3阶段的变形特性;10℃时2种沥青混合料的应力松弛能力几乎相同,而0、-10、-20℃时PPASBS复合改性沥青混合料的应力松弛能力要优于SBS改性沥青混合料,且温度越低效果越明显;采用六单元广义Maxwell模型能够较好地描述低温条件下的沥青混合料应力松弛特性.
2021, 24(5):1024-1031.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.05.017
摘要:为研究SBS掺量、稳定剂含量和老化对高黏SBS改性沥青流变性能与化学特性的影响,针对SBS掺量和稳定剂含量不同的高黏SBS改性沥青,分别采用动态剪切流变仪(DSR)和凝胶渗透色谱(GPC)试验对老化(短期老化和长期老化)前后的改性沥青进行流变性能与化学特性分析.结果表明:相位角主曲线可以很好地表征高黏SBS改性沥青在老化过程中的流变性能;高黏SBS改性沥青中由于广泛的交联作用,使得SBS中形成了大量共价键,因此即便是长期老化,仍有足够数目的共价键来维持SBS结构的完整性;相比无稳定剂的SBS改性沥青,稳定剂的添加大幅度改善了高黏SBS改性沥青的性能,但在已有稳定剂的基础上再增加稳定剂的含量对其性能的提升有限;SBS掺量高的改性沥青需要更长的搅拌时间,以保证SBS在沥青中发生充分溶胀;稳定剂含量高的改性沥青也需要更长的搅拌时间,使SBS分子之间发生交联作用.
2021, 24(6):1335-1340.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2021.06.028
摘要:采用自主研发的3种生物基稳定剂(A、B、C)制备了SBS改性沥青,在常规技术指标对比分析的基础上,以动态剪切流变(DSR)试验和弯曲梁流变(BBR)试验评价了沥青的高低温性能,以多应力重复蠕变(MSCR)试验评估了沥青的高温流变特性,并利用荧光显微试验分析了沥青的微观形态,同时进行了成本分析.结果表明:与商品硫磺稳定剂相比,生物基稳定剂能显著降低SBS改性沥青的135 ℃黏度,降幅达12.6%~25.8%;稳定剂A、C均具有改善沥青高温性能的优势,稳定剂A改善沥青低温性能略有优势;在改善高温流变性能方面,稳定剂A效果优异,稳定剂C与商品硫磺稳定剂各有优势,而稳定剂B效果不佳;稳定剂A可以促进SBS改性剂的分散;3种生物基稳定剂成本均与商品硫磺稳定剂相近.
2020, 23(2):401-406.DOI: 103969/j.issn1007 9629202002024
摘要:通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲流变试验(BBR),测试了老化前后苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的复数模量G、相位角δ、劲度模量S和蠕变速率m,对比研究了热、紫外光、荷载3种环境因素两两耦合老化对SBS改性沥青性能的影响,并用红外光谱(FTIR)分析了经不同耦合老化方式作用后SBS改性沥青的官能团变化情况.结果表明:光热耦合作用对SBS改性沥青老化程度的影响相对严重,其余2种耦合老化下沥青老化程度较小;3种耦合方式对SBS改性沥青官能团的影响不同,光热耦合老化后的沥青主要表现为丁二烯键的断裂和羰基增加,热荷耦合老化主要使沥青中羰基增加,光荷耦合老化主要使沥青中部分丁二烯基的降解和羰基微量增加.
2020, 23(2):430-437.DOI: 103969/j.issn1007 9629202002028
摘要:通过室内模拟低空气浓度(或相对绝氧)环境下苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的热降解过程,测试和分析了不同条件下SBS改性沥青的性能.结果表明:在热降解过程中,SBS改性沥青低温抗裂能力随时间的延长或温度的升高而逐渐降低;与低空气浓度下热降解对SBS改性沥青微观结构的影响相比,SBS改性沥青在高空气浓度下热降解过程中有更高的羰基和更低丁二烯含量.在生产、储存和运输SBS改性沥青时,需要充分考虑时间、温度以及空气浓度对其性能的影响.