复合高粘改性沥青流变行为研究进展
复合高粘改性沥青流变行为研究进展
摘要：本文针对复合高粘度改性沥青的流变性能研究进展进行阐述，综述了高温性能等级、低温蠕变行为、温度敏感性、抗变形能力和疲劳性能的相关试验，并对复合高粘改性沥青流变行为的研究现状进行了展望。
关键词：高粘改性沥青；流变行为；性能
1前言
随着公路技术等级和路面等级不断提高，高速发展的同时，受重大荷载和恶劣环境影响的沥青路面经常会出现沥青老化、集料剥落松散等病害，导致沥青路面性能不足、安全性变低。因此能够满足现代交通荷载并抵御天气影响的复合高粘度改性沥青，成为公路预防性养护中不可或缺的核心材料，其市场需求巨大，应用前景广阔。复合高粘度改性沥青具有较高的粘度、韧性和软化点等优点，在集料之间可以形成较强的粘结。复合高粘改性沥青较好的流变性质能有效防止高温下的沥青熔体流动堵塞路面空隙，影响路面的使用。
高聚物在粘流态发生的形变行为称为流变行为，其研究包括沥青粘弹性指标的测定和计算，在不同温度下对沥青施加不同荷载时会显现不同的粘弹性能。沥青路面的车辙、疲劳、开裂等破坏问题都与沥青及沥青混合料的流变性、粘弹特性相关，因此探究复合高粘改性沥青的流变行为对解决路面病害及提高沥青材料性能具有重要意义。
本文对复合高粘度改性沥青的流变行为研究进展进行了综述，包括高温性能等级、低温蠕变行为、温度敏感性、抗变形能力和疲劳性能等，并分析总结了各自存在的问题及发展趋势。
2高温性能等级
通过动态剪切流变仪(DSR)测得的复剪切模量|G*|和相位角δ来计算得到高温性能等级(PG)。在战略公路研究计划(SHRP)的研究计划中，车辙阻力的特征是车辙因子|G*|/sinδ。
发现橡胶复合改性沥青普遍具有优异的高温抗车辙性能和抗疲劳开裂性能。通过试验发现掺入高弹剂SR-1后，混合料的抗车辙性能有一定的提升，混合料的高温稳定性也得到提高。通过试验发现，改性沥青种类和针入度等级对沥青混合料高温稳定性有显著影响，对于同种改性沥青，降低沥青标号有利于提高混合料的高温稳定性。对岩沥青及其复合改性沥青进行全面的流变性能研究，研究表明，岩沥青的加入能够提高沥青的高温性能和旋转黏度。
DSR试验能很好的评价复合高粘改性沥青的高温性能，但温度对复合高粘改性沥青的性能影响较大，在试验过程中要关注仪器、环境等外部因素的温度对试验过程的影响。
3低温蠕变行为
当环境温度、路面温度下降时，沥青混合料会产生收缩变形，沥青路面就会出现低温开裂。因此沥青需要具备较快的蠕变速率，来松弛低温下或降温过程中产生的应力，从而阻止低温裂缝的出现。
弯曲梁流变仪(BBR)是用来测量沥青在低温下的蠕变性质。测试所得的蠕变劲度S(t)和劲度随时间的变化率m值分别用来表征低温下抵抗荷载的能力和松弛应力的能力。在同一条件下低温弯曲蠕变速率越大，其变形能力越强，抗低温开裂能力越好。
根据蠕变应变随外加应力水平的变化，确定了临界应力水平与相应的蠕变温度之间的关系。通过BBR试验分析了4种沥青60s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m随温度的变化规律，结果表明，由于沥青会发生玻璃化转变，在温度低于-18℃时，4种沥青的蠕变劲度模量S和蠕变速率m往往会发生突变，不会呈现显著的线性变化。使用弯曲梁流变仪(BBR)测量纯试样和改性试样作为本构粘弹性函数的蠕变顺应性。研究表明，实现蠕变顺性推导可以反映低温下废纳米粉改性
对沥青粘结剂微观结构的影响。采用BBR测试在五种温度下对不同程度的改性剂
影响。
4多重应力蠕变恢复试验
多重蠕变应力恢复试验（MSCR）用于测量沥青抵抗永久变形的能力，模拟路
面实际的加载、卸载情况，通过动态剪切流变仪 (DSR) 测量沥青在反复加载下
的应变响应。试验过程加载1s卸载9s，先加载0.1kPa应力，后加载3.2kPa应力。
MSCR试验的主要分析参数为平均恢复率R0.1和R3.2，平均不可恢复蠕变柔量
J nr0.1和J nr3.2。R表现在受力卸载以后，能够恢复的变形比例，沥青在受力以后，
恢复的比例增加，则沥青抗车辙性能好。以J nr3.2为参考数值，将沥青划分为满足不同交通量的性能等级：极重交通等级，J nr3.2<0.5kPa-1；超重交通等级，
J nr3.2<1.0kPa-1；重交通等级(H)，J nr3.2<2.0kPa-1；标准交通等级，J nr3.2<4.5kPa-1。
平均恢复率R和不可恢复蠕变柔量J nr有很好的关联性，可以很好的描述复
合高粘改性沥青的高温抗车辙性能，但是试验易受温度影响，导致结果精度降低，需要尽量排除外部环境对试验的影响。
6结论
综述了复合高粘改性沥青流变性能的测试方法，不同的性能所对应的测试指
标及其指标对性能的影响大小。目前测试流变性能的试验较多，但是仪器和手段
比较单一，试验时间长，结果精度不佳，需要重复试验次数较多，成本较高。作
者认为对于流变行为的探索在未来的重点包括：扩大试验仪器的多样化，提高试
验的精度，尽量减少试验时间的耗费，节约成本。
参考文献
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工程应用[J]. 公路交通技术, 2022,38(02):51-57.
浅析改性沥青研究进展
浅析改性沥青的研究进展 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差，弹性和抗老化性能差，高温易流淌，低温易脆裂。而且在过去的10年中，车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣，难以满足高级公路的使用要求，必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料，熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面，可以改善或提高沥青路面性能。为了得到性能更优良的改性沥青，越来越多的材料被用作改性沥青改性剂，同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中，高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料，如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等，对沥青进行物理改性，可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂，包括抗氧化剂和抗剥落剂，如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂，可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA、PMB)，按照改性剂的不同一般可分为3类：①热塑性橡胶类，即热塑性弹性体，主要是嵌段共聚物，如SBS、SIS、SE/BS，是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂，并以SBS最多；②橡胶类，如NR、SBR、CR、BR、IR、EP-DM、IIR、SIR及SR等，以胶乳形式使用，其中SBR应用最为广泛；③树脂类，如EVA、PE、PVC、PP及PS。 2 各种改性沥青及其发展现状 近几年国内外对改性沥青的研究越来越多，尤其以SBS和胶粉最为突出，出现了多种新型改性剂。下面将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少，主要为硅藻土、纳米碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等，可与基质沥青形成均匀、稳定的共混体系以改善沥青性能[1]。鲍燕妮等[2]从分离机理、试验验证分析方面对硅藻土改性沥青相容性进行了研究，为硅藻土改性沥青的实际应用提供了一定理论依据，并在我国云南大保高速铺设了试验路，结果显示实际路用性能较好。张志清等[3]认为硅藻土具有特殊的微观结构，能吸收沥青的油分，有助于改善沥青的路用性能。硅藻土不仅起填料作用，更主
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氧化石墨烯改性沥青的流变特性及其影响机理研究 氧化石墨烯是一种具有很高应用潜力的新兴材料，它在许多领域有着广泛的应用前景，包括能源、环境和建筑材料等。沥青作为一种重要的道路材料，其性能对道路的使用寿命和驾驶者的安全性具有重要影响。因此，通过改性沥青，可以提高道路材料的性能，延长道路的使用寿命。 本文主要研究了氧化石墨烯改性沥青的流变特性及其影响机理。流变特性是指材料在外力作用下的变形和流动性能。在研究中，首先通过制备氧化石墨烯改性沥青样品，然后采用流变仪对样品进行流变特性测试。实验结果显示，氧化石墨烯改性沥青具有更好的变形和流动性能，相比未改性的沥青，其流变模量和黏度均有所降低。 进一步研究表明，氧化石墨烯改性沥青的流变特性受多个因素的影响。首先，氧化石墨烯具有很高的比表面积和特殊的二维结构，这些特性使其能够更好地与沥青相互作用并形成更稳定的结构。其次，氧化石墨烯中的氧原子与沥青中的氢键和氧官能团发生相互作用，增强了沥青的可变形性和流动性。此外，氧化石墨烯还可以有效地抑制沥青的老化和光辐射损伤，提高了沥青的稳定性和抗氧化性。 进一步分析发现，氧化石墨烯改性沥青的流变特性与其添加量也有一定关系。在一定添加量范围内，氧化石墨烯的添加量越多，沥青的流变模量和黏度就越低。这是因为过多的氧化石墨烯会导致样品中的填充增多，从而导致流动性能的下降。 总体来说，氧化石墨烯的引入可以显著改善沥青的流变特性，提高其可变形性和流动性。这是由于氧化石墨烯的特殊结构和与沥青的相互作用所致。此外，适当的添加量也对沥青的
流变特性有一定的调控作用。这项研究为改进沥青材料的性能，进而提高道路使用寿命和安全性提供了一种新的思路。亦可为其他材料的改性研究提供一定的参考价值 综上所述，墨烯改性沥青通过提高可变形性和流动性能，可以有效改善沥青材料的流变特性。这种改性方法的有效性受到多个因素的影响，包括氧化石墨烯的比表面积、二维结构以及与沥青的相互作用。适当的添加量也对流变特性起到调控作用。这一研究为提高道路使用寿命和安全性，以及其他材料的改性提供了新思路和参考价值
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聚合物改性沥青细观结构和重复蠕变特性研究 王岚;常春清;邢永明 【摘要】针对内蒙古等西北部地区常用的3种聚合物改性沥青(SBS改性沥青、胶粉改性沥青和复合胶粉改性沥青),利用扫描电子显微镜(SEM)观察它们的细观结构形貌,得到改性剂在沥青中的分布状态及其与沥青间的界面结合特性,发现3种改性沥青的改性剂与沥青间均具有良好的界面融合性.利用动态剪切流变仪(DSR)对3种改性沥青进行不同温度和荷载应力下的重复蠕变试验,通过对累积应变、蠕变劲度的黏性部分Gv随荷载和温度变化规律的分析表明:3种改性沥青随加载次数、温度及应力大小变化的规律相同,但同样条件下胶粉改性沥青具有最低的温度敏感性、最小的累积应变和最大的Gv值,说明其具有最好的抗高温变形性能,其次为复合胶粉改性沥青. 【期刊名称】《建筑材料学报》 【年(卷),期】2014(017)004 【总页数】5页(P721-725) 【关键词】聚合物改性沥青;细观结构;重复蠕变;蠕变劲度模量;延迟弹性 【作者】王岚;常春清;邢永明 【作者单位】内蒙古工业大学土木工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学土木工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学理学院,内蒙古呼和浩特010051 【正文语种】中文
【中图分类】U443.33 聚合物改性沥青由于具有较好的高、低温性能而被广泛应用于沥青路面.常用的聚合物改性沥青有SBS改性沥青、橡胶粉（CR）改性沥青以及复合胶粉（CCR）改性沥青等［1－3］.CR 改性沥青是将废旧橡胶轮胎磨成粉末加入沥青中，经剪切研磨后再经溶胀作用而制成的一种环保型改性沥青，具有造价低、高低温性能及降噪性能良好等优点.CCR 改性沥青是将SBS和废旧橡胶粉同时作为改性剂并按一定比例加入沥青中而制成的一种改性沥青.近年来，这3种改性沥青在包括内蒙古在内的中国西北部地区得到了广泛应用.该类地区气候温差大，夏季高温干燥，因而要求沥青具有较低的温度敏感性和较好的抗高温变形性能.因此深入了解、对比分析上述3种改性沥青的性能，可为合理选用沥青提供理论依据. 目前，关于沥青蠕变性能的研究很多.如利用弯曲梁流变仪（BBR），通过对低温条件下沥青的弯曲蠕变劲度及弯曲劲度－时间关系曲线的斜率进行分析，以研究胶粉改性沥青胶粉含量、溶胀率对其低温性能的影响［4－5］，以及老化作用对改性沥青低温性能的影响［6－7］；也有利用动态剪切流变仪（DSR）对沥青进行剪切蠕变试验，通过总应变和永久应变来分析沥青的变形恢复能力［8］；利用DSR 通过剪切蠕变试验、蠕变恢复试验及重复蠕变试验，对蠕变柔量、永久变形及累积应变的变化进行分析，研究热沥青添加剂对沥青流变性能的影响［9］；还有利用蠕变恢复试验数据进行拟合，得到伯格斯模型参数，进而对沥青的黏弹特性及抗车辙性能进行分析［10－11］；此外，通过研究证明，利用重复蠕变试验得到蠕变劲度的黏性部分来评价沥青的抗高温特性与混合料车辙试验结果一致，说明利用蠕变劲度的黏性部分来评价沥青黏弹特性具有可靠性［12］.综观已有的相关研究，大多基于蠕变试验、蠕变恢复试验、重复蠕变试验结果之上，而综合沥青细观结构和重复蠕变特性，对比研究几种聚合物改性沥青流变性能随温度和荷载变化
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改性沥青使用技术中的问题及发展趋势 郝培文 (长安大学公路学院) 一．改性沥青在我国的发展背景 随着交通运输事业的飞速发展,沥青路面以其独特的优势也得到迅速发展。但由于轴载和轮压的不断增加，这对沥青路面的使用性能提出了更高的要求，为了适应重载交通，改性沥青的应用越来越广，回顾我国改性沥青的发展，大致经历了如下的发展历程。 在80年代我国主要以橡胶粉和SBR改性沥青有了大的发展,但由于受设备和工芑的限制，没有得到大面积的推广应用。 90年代初,我国从,奥地利引进NOVOPHALT PE改性沥青技术，并成功用于首都机场高速公路和机场东跑道罩面工程中，这拉开了我国大面积使用改性沥青的序幕。由于国外改性沥青技术的引进，人们才发现制约我国改性沥青技术的发展，主要是生产设备，于是从业90年代中后期我国在改性沥青生产设备上有了长足的发展，并形成了一定的生产规模。 目前为止，我国主要是以SBS改性沥青的过程中，随着人们对改性沥青的再认识，也发现其存在一定的问题，本文将对其进行分析。 二．改性沥青适用场合 改性沥青由于其价格一般较高，其使用应该在充分考虑能价格比的情况下来决策。一般情况下改性沥青优先用于以下场合： （1）气候条件恶劣； （2）交通繁重； （3）特殊路面结构； （4）特殊重要路段。 三．改性沥青使用模式 改性沥青在我国的使用，有如下生产模式： 1．现场加工模式 该种模式是在现场将加工设备与沥青拌和设备相对接来生产改性沥青。其优点是基质沥青．改性剂的品种和质量易与控制，缺点是存在储存性的问题和现场对接管道等。 2．工厂化生产模式 该种方法是在工厂生产出合格的改性沥青，其优点是使用方便，缺点是难以控制原材料和离析问题。 3．组合式生产模式 该法是在现场生产改性沥青，同时解决改性沥青的储存稳定性问题。 四．改性沥青设计 改性沥青设计一般采用如下的原则： 1．用于制造改性沥青的基质沥青必须与使用的改性剂有良好的配伍性； 2．基质沥青的标号由期望的改性沥青针入度要求通过试验确定，通常应选用比常用的沥青针入度大一级或几个等级的标号；
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通过动态剪切流变仪(DSR)测得的复剪切模量|G*|和相位角δ来计算得到高温性能等级(PG)。在战略公路研究计划(SHRP)的研究计划中，车辙阻力的特征是车辙因子|G*|/sinδ。 发现橡胶复合改性沥青普遍具有优异的高温抗车辙性能和抗疲劳开裂性能。通过试验发现掺入高弹剂SR-1后，混合料的抗车辙性能有一定的提升，混合料的高温稳定性也得到提高。通过试验发现，改性沥青种类和针入度等级对沥青混合料高温稳定性有显著影响，对于同种改性沥青，降低沥青标号有利于提高混合料的高温稳定性。对岩沥青及其复合改性沥青进行全面的流变性能研究，研究表明，岩沥青的加入能够提高沥青的高温性能和旋转黏度。 DSR试验能很好的评价复合高粘改性沥青的高温性能，但温度对复合高粘改性沥青的性能影响较大，在试验过程中要关注仪器、环境等外部因素的温度对试验过程的影响。 3低温蠕变行为 当环境温度、路面温度下降时，沥青混合料会产生收缩变形，沥青路面就会出现低温开裂。因此沥青需要具备较快的蠕变速率，来松弛低温下或降温过程中产生的应力，从而阻止低温裂缝的出现。 弯曲梁流变仪(BBR)是用来测量沥青在低温下的蠕变性质。测试所得的蠕变劲度S(t)和劲度随时间的变化率m值分别用来表征低温下抵抗荷载的能力和松弛应力的能力。在同一条件下低温弯曲蠕变速率越大，其变形能力越强，抗低温开裂能力越好。 根据蠕变应变随外加应力水平的变化，确定了临界应力水平与相应的蠕变温度之间的关系。通过BBR试验分析了4种沥青60s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m随温度的变化规律，结果表明，由于沥青会发生玻璃化转变，在温度低于-18℃时，4种沥青的蠕变劲度模量S和蠕变速率m往往会发生突变，不会呈现显著的线性变化。使用弯曲梁流变仪(BBR)测量纯试样和改性试样作为本构粘弹性函数的蠕变顺应性。研究表明，实现蠕变顺性推导可以反映低温下废纳米粉改性
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纳米材料改性沥青研究进展 摘要:本文综述了纳米材料改性对沥青和沥青混合料力学性能和耐老化性的 影响。对高性能和长效沥青路面的需求极大地推动了传统道路沥青粘合剂的改性。为了满足这种需求，使用纳米材料对沥青结合料进行改性似乎很有前景，因为少 量改性可以显著提高沥青混合料的力学性能。已经有几项研究评估了纳米材料改 性的效果，主要集中在沥青结合料性能和流变性上，积极的发现鼓励了改性沥青 混合料的研究。介绍了纳米材料改性沥青的研究进展。 关键词：纳米材料；纳米改性沥青；性能；道路工程 一、纳米改性沥青概述 沥青粘合剂，即沥青，是一种广泛用于全球道路建设的材料。通常，沥青是 从精炼原油中获得的，其最终性质取决于原油来源和精炼过程。沥青可以描述为 一种热塑性粘弹性材料，在中低温（低于25℃）下表现为固体，在更高的温度下（通常高于60℃），表现为液体或半固态[1,2]。该特性允许其用于道路施工。首先，将沥青加热至与骨料适当混合，最后，在压实过程并冷却至环境温度后，沥 青将作为骨料的粘合剂。然而，沥青温度敏感性给在役沥青路面带来了一些问题。永久变形和开裂力学分别与高和低使用温度高度相关。在使用过程中，沥青路面 必须承受各种环境条件和交通荷载。在许多情况下，传统的渗透级沥青在使用寿 命内不再能够确保所需的性能，可能需要进行早期养护工作或重建。此外，沥青 是一种对老化敏感的材料，其性能随着时间的推移而恶化。老化沥青变得更硬、 更脆，从而影响沥青混合料的性能[1]。老化效应在暴露于紫外线辐射、水分、氧 气和较大温度变化等环境条件下的表层中尤其严重[3]。因此，沥青混合料的使用 寿命取决于其抗老化性能[4]。 二、纳米材料改性沥青的制备
中国改性沥青行业现状深度分析与投资前景研究报告(2022-2029年)
中国改性沥青行业现状深度分析与投资前景研究报告（2022-2029年） 一、改性沥青相关概述 1、概念 改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。 改性沥青其机理有两种，一是改变沥青化学组成，二是使改性剂均匀分布于沥青中形成一定的空间网络结构。 2、用途 （1）公路用途 现代公路和道路发生许多变化：交通流量和行驶频度急剧增长，货运车的轴重不断增加，普遍实行分车道单向行驶，要求进一步提高路面抗流动性，即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性，即低温下抗开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命。现代建筑物普遍采用大跨度预应力屋面板，要求屋面防水材料适应大位移，更耐受严酷的高低温气候条件，耐久性更好，有自粘性，方便施工，减少维修工作量。使用环境发生的这些变化对石油沥青的性能提出了严峻的挑战。对石油沥青改性，使其适应上述苛刻使用要求，引起了人们的重视。经过数十年研究开发，已出现品种繁多的改性道路沥青、防水卷材和涂料，表现出一定的工程实用效果。但鉴于改性后的材料价格通常比普通石油沥青高2~7倍，用户对材料工程性能尚未能充分把握，改性沥青产量增长缓慢。当前改性道路沥青主要用于机场跑道、防水桥面、停车场、运动场、重交通路面、交叉路口和路面转弯处等特殊场合的铺装应用。这段时间欧洲将改性沥青应用到公路网的养护和补强，较大地推动了改性道路沥青的普遍应用。 （2）防水工程 改性沥青防水卷材和涂料主要用于高档建筑物的防水工程。随着科学技术进步和经济建设事业的发展，将进一步推动改性沥青的品种
沥青流变性能的研究
沥青流变性能的研究 沥青是一种粘弹性物质，具有一定的流变性质要求，其流变性对沥青路面的性能具有重大影响。抗流变性能差的沥青路面将会出现车辙、断裂等问题，严重缩短高速公路的使用寿命。沥青流变研究的样品包括沥青、改性沥青和沥青混合料。完整的沥青流变性研究，需要涵盖这三种样品。 沥青主要由烷烃（平均相对分子质量在500～800之间）、芳香烃（平均相对分子质量在800～1000之间）、胶质（平均相对分子质量在1300～1800之间）、沥青质（是高度缩合的芳香烃，平均相对分子质量在数千到一万之间）等成分混合而成。原料沥青的流变性较差，因此在要求严格的高等级公路中，普遍使用改性沥青，如目前国内外应用最广泛的聚合物改性沥青- SBS改性沥青，由于能同时改善沥青的高低温性能且价格便宜，在道路改性沥青中占有很大的份额。其他的还有PE、EV A、SBR 改性沥青等。 沥青及改性沥青都是流变性相当复杂的混合体系，相应的流变测试方法众多，本文仅就AASHTO和SHRP中的研究方法做一简单介绍。 1993年，美国联邦高速公路管理局（FHWA）的美国国家公路和运输协会（AASHTO）制定了“国家战略性公路研究计划（Strategic Highway Research Program，简称SHRP）”，该计划的研究成果称为Superpave TM，提出了一个按照沥青的路用性能分级（PG分级）的沥青结合料规范，该规范是SHRP计划研究成果的精髓。PG分级直接采用沥青路面所能承受的高温和低温所形成的温度差作为设计温度范围。在PG性能分级规范中，用路面最高设计温度下的动态剪切流变试验（DSR）所测的抗车辙因子（G*/sinδ）表征沥青的高温性能，车辙因子G*/Sinδ表明胶浆抵抗流动变形的能力，G*/Sinδ值越大, 则沥青胶浆抵抗高温车辙的能力越强。 在AASHTO《美国各州公路工作者协会设计方法》设计TP5-98 (AASHTO TP5-98，现已更新为T315-08）中明确规定了动态剪切流变测量方法。我国根据AASHTO TP5-98 也制定了的相应标准，SH/T 0777-2005沥青流变性质测定法(DSR法)。下表即是TP5针对不同沥青样品的测量规定。 塑性变形 （车辙因子） 塑性变形 （车辙因子） 疲劳破坏材料未老化沥青 旋转薄膜老化沥 青 压力老化沥青 测量板 形状/间距 25mm平板 1 mm 25mm平板 1 mm 8mm平板 2mm 温度 ℃ 46/52/58/64/70/ 76/82 46/52/58/64/70/ 76/82 40/37/34/31/28/25/2 2/19/16/13/10//4 测量标准|G*|/sinδ>1.0kPa |G*|/sinδ>2.2kPa |G*|*sinδ<5.0kPa 应变12%(9%－15％) 10%(8%－12％) 1.0%(0.8%－1.2％) 测试设备： SHRP和AASHTO规定的测试温度为5℃-85℃，温度控制精度为±0.1℃；并且必须在线性粘弹区内测试，测试频率为1-100rad/s（推荐使用10 rad/s），以模拟车速在80kM/h左右时的情况。 早期的温度控制采用循环水控温，样品浸泡在水中；这种方法的控温速度很慢，水还会对测试结果造成一定的影响。 Anton Paar公司的Smartpave沥青流变仪采用Peltier控温技术，样品在干燥环境下测试，消除了水的影响，数据重现性好；温度范围可扩展到-40～200℃，并且升降温速度快，可达40℃/min，可节省70%的测试时间。 配套软件针对沥青测试做了专门设计，SHRP 计划、AASHTO T315-08、TP70-09 MSCR、ASTM D7175-08标准中的所有测试都可以自动完成，其它研究性的测试程序轻点鼠标就可轻松设定。 Smartpave是一台多功能的流变仪，除了进行标准测试之外，还可以使用不同附件实现更多功能，例如用对流辐射炉，可以在-130~450°C范围内进行沥青混合料的DMTA试验。
高黏高弹改性沥青改性机理及性能研究
高黏高弹改性沥青改性机理及性能研究 刘帆;叶青;冯建林;王欣芸;李元元;熊峰;欧阳 【期刊名称】《市政技术》 【年(卷),期】2022(40)9 【摘要】采用SBS、增黏剂、橡胶粉、增塑剂和稳定剂对原样沥青进行复合改性,制备高黏高弹改性沥青(HVE-MB),具有技术和经济优势。通过相容性、改性前后化学结构变化和微观分布状态,揭示了HVE-MB的改性机理。通过60℃动力黏度、布氏旋转黏度、弹性恢复、针入度、软化点、延度和DSR等试验对沥青胶结料的黏弹性能、物理性能、流变性能和温度敏感性能进行评价,对HVE-MB技术性能进行了研究。结果表明,改性沥青荧光分布较均匀,可达到较理想的分散效果,高黏高弹改性剂与沥青主要为物理共混,未发生化学变化。改性剂使原样沥青的黏弹性能显著提升,相对于原样沥青,HVE-MB的动力黏度增大250倍以上,弹性恢复率增大2倍以上,软化点和延度均增大,针入度降低。HVE-MB的各项技术指标均满足高黏高弹改性沥青技术要求,可根据使用工况要求合理设计不同黏度量级的HVE-MB。【总页数】9页(P23-31) 【作者】刘帆;叶青;冯建林;王欣芸;李元元;熊峰;欧阳 【作者单位】乌鲁木齐市城建设计研究院;武汉工程大学土木工程与建筑学院;武汉道盛交通科学技术有限公司 【正文语种】中文 【中图分类】U414
【相关文献】 1.严寒地区高黏高弹改性沥青应力吸收层沥青混合料路用性能研究 2.TB复合高模量剂改性沥青的黏弹特性及混合料性能研究 3.TB复合高模量剂改性沥青的黏弹特性及混合料性能研究 4.高黏高弹TPE薄层改性沥青性能研究 5.低黏高弹改性沥青及其混合料性能研究 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
胶粉-SBS复合改性沥青及混合料性能研究
胶粉-SBS复合改性沥青及混合料性能研究 胶粉/SBS复合改性沥青及混合料性能研究 引言： 随着道路交通的不断发展和基础设施建设的加快推进，沥青路面作为一种常用的路面材料，得到了广泛应用。然而，传统的沥青材料在面对高温、重负荷以及频繁的车辆行驶等恶劣条件时往往会出现龟裂、变形等问题，影响了道路的使用寿命和安全性。为了提高沥青路面的性能，人们开展了大量的研究工作，其中胶粉/SBS复合改性沥青是最为重要和广泛研究的方向之一。 一、胶粉/SBS复合改性沥青及其制备方法： 1.1 胶粉的性质和分类 胶粉是一种树脂颗粒材料，其具有优异的附着性和黏度等特性，可以提高沥青路面的粘结力和耐久性。胶粉根据来源和成分的不同可分为合成胶粉和天然胶粉。天然胶粉一般是指橡胶粉，而合成胶粉则主要有红胶粉、丙烯酸酯等。 1.2 SBS的性质和优势 SBS（丁苯橡胶-苯乙烯-丁二烯共聚物）是一种弹性体材料， 具有优异的耐热性、抗老化性以及良好的粘结性和延展性。在沥青改性中，加入SBS可以提高沥青的弹性模量、黏度和抗龟裂性能。 1.3 胶粉/SBS复合改性沥青的制备方法 胶粉/SBS复合改性沥青的制备方法包括热溶法、共混法和熔 体法等。其中，热溶法将胶粉和SBS分别与沥青进行独立热溶后，再将两种改性物质混合，最后辅以机械搅拌来获得复合改性沥青。
二、胶粉/SBS复合改性沥青的性能研究： 2.1 力学性能 力学性能是评价胶粉/SBS复合改性沥青的重要指标之一。研究表明，加入胶粉和SBS可以有效提高沥青的弯曲强度、抗剪切强度和抗拉强度，进而提高沥青路面的承载能力和耐久性。 2.2 稳定性 稳定性是指沥青混合料在交通荷载作用下保持形状和结构的能力。胶粉/SBS复合改性沥青具有较好的稳定性，可以减少沥青路面的变形和沉陷，提高路面的平整度和舒适度。 2.3 抗老化性能 胶粉和SBS均具有优异的抗老化性能，可以减少沥青路面受紫外线和氧化等因素的影响，延长路面的使用寿命。研究发现，胶粉/SBS复合改性沥青在高温和恶劣环境条件下依然能够保持较好的力学性能和稳定性。 三、胶粉/SBS复合改性沥青的应用前景： 胶粉/SBS复合改性沥青具有广阔的应用前景。首先，它可以提高沥青路面的抗龟裂和抗剥落能力，在重负荷和频繁车辆行驶的条件下仍然保持较好的性能。其次，胶粉/SBS复合改性沥青在节能环保方面也具有优势，可以减少沥青的使用量，降低能源消耗和环境影响。此外，胶粉/SBS复合改性沥青还可以与其他材料相结合，如矿渣、废旧轮胎等，进一步提高沥青路面的性能和可持续性。 结论： 胶粉/SBS复合改性沥青是一种能够提高沥青路面性能和耐久性的重要材料。通过研究该复合改性沥青的制备方法和性能，可以为相关工程提供科学有效的技术支持，提高道路交通的安
橡胶改性沥青流变性能及存储稳定性研究
橡胶改性沥青流变性能及存储稳定性研究 郑霜杰;李朝炯;程英伟;何晓鸣;秦先涛 【摘要】采用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪对国创90号，SK 90号和 Shell 90号3种基质沥青制备的橡胶改性沥青的常规技术性能、高低温流变性能、抗老化 性能和存储稳定性进行研究。结果表明，SK 90号橡胶改性沥青的常规技术性能优于其他两种橡胶改性沥青。64℃时SK 90号橡胶改性沥青的高温抗变形性能最优，但其对温度的敏感性更大，随着温度继续升高，其高温性能劣于国创90号橡胶改性沥青和Shell 90号橡胶改性沥青。国创90号、SK 90号和Shell 90号橡胶改 性沥青的高温分级分别为76，82和82℃，而低温分级均为－28℃。但劲度模量 和蠕变速率的变化趋势表明，低温抗裂能力由强到弱依次为 SK 90号橡胶改性沥青、Shell 90号橡胶改性沥青和国创90号橡胶改性沥青。3种橡胶改性沥青在 0～12 h内为离析程度最大的时间段；且以 SK 90号橡胶改性沥青的热存储稳定 性最优。%Dynamic shear rheometer and bending beam rheometer were used to research rheological properties,anti-aging performances and storage stabilities of the three rubber modified asphalt.The results indicate that conventional indexes of SK90# rubber modified asphalt are better than the other two asphalts.When the temperat ure is 64 ℃,the high temperature deformation resistance of SK90#rubber modified asphalt is the optimal,while its high-temperature performance becomes worse than the other two asphalts as temperature rises.The high-temperature PG degree of GC90# rubber modi-fied asphalt,SK90# rubber modified asphalt and Shell90# rubber modified asphalt are 76 ℃,82 ℃and 82 ℃,respectively,while the low-temperature PG degree are all-
SBS胶粉复合改性沥青特性的研究
SBS胶粉复合改性沥青特性的研究 在SBS改性沥青中加入胶粉，不但可以提高沥青的弹性，改善沥青的高、低温性能，还可以扩大沥青的使用温度范围，同时废胶粉资源丰富、价格低廉、加工工艺简单，又不污染环境，还能实现废弃轮胎的资源化。综上可以看出，复合改性沥青的研究具有重要的经济意义、环保意义和社会意义，符合可持续发展的原则。 经济和交通运输业的高速发展，促进了高等级公路网的建设，使得改性沥青需求量与日俱增。 在众多的聚合物改性剂中，SBS是目前国内外应用最为广泛和成熟的一种。SBS是苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物，苯乙烯段物理交联可改善沥青的抗高温永久变形能力，而丁二烯段赋予沥青一定的柔韧性。这种特殊的结构，使得SBS改性沥青具有良好的高温性能，同时低温性能也得到改善。SBS改性沥青路面已经很大程度上改善了基质沥青的性能，但也不可避免的存在一些缺陷，如低温脆性大、延度小、抗老化和抗疲劳性能差等。国内外道路建设的发展需要对沥青路面提出了更高的要求，不但希望铺筑的沥青路面能够做到“夏季不变形，冬季不开裂”，而且希望铺筑的路面具有较强的吸收交通噪音的能力，以满足重交通流量、高等级公路和城市交通的不同需要。实践证明，把橡胶粉加入到沥青中，可以在一定程度上弥补以上缺陷。胶粉改性沥青不但能够提高沥青的软化点，尤其在改善沥青低温条件下流动性，提高延度（尤其是低温条件下的延度）方面有着无可比拟的优势，增强沥青回弹变形能力。 因此，在SBS改性沥青中加入胶粉，不但可以提高沥青的弹性，改善沥青的
高、低温性能，还可以扩大沥青的使用温度范围，同时废胶粉资源丰富、价格低廉、加工工艺简单，又不污染环境，还能实现废弃轮胎的资源化。综上可以看出，复合改性沥青的研究具有重要的经济意义、环保意义和社会意义，符合可持续发展的原则。 一、SBS和胶粉的特性SBS是以1, 3 一丁二烯和苯乙烯为单体，四氢呋喃为活化剂，以正丁基锂为引发剂在环己烷溶剂中采用阴离子聚合法得到的线型或星型嵌段共聚物。每个丁二烯链段的末端都连接着一个苯乙烯链段，若干个丁二烯段偶联则形成线型或星型结构。因此，SBS改性剂分线型和星型两种结构。 胶粉按其粒径的大小可分为粗胶粉：0.425mm以上（40目）；细胶粉：0.425〜 0.180mm（40〜80目）；精细胶粉：0.180〜0.075 mm（80〜200目）。改性道路沥青主要用精细胶粉。 精细胶粉主要是由废旧鞋胶胎破碎而制得，成分主要为天然胶（NR和丁苯胶（SBR等，其橡胶烃含量在55 %左右。 二、改性机理研究在SBS改性沥青的制备过程中，SBS与沥青在热状态混合下，原来的胶体结构平衡被破坏，SBS的端基产生软化，并产生一定的流动，中基则吸收沥青中的油分并形成体积增大许多倍的海绵状材料，发生溶胀现象，建立新的胶体结构体系，在沥青中形成弹性的网络结构，这种网络结构具有理想的弹性、塑性和延伸性，使沥青的性能得到全面改善。 目前认为，胶粉对沥青的改性机理可总结为以下几个方面：
SBS-SBR胶乳复合改性乳化沥青流变性能
SBS-SBR胶乳复合改性乳化沥青流变性能 畅润田 【摘要】将改性剂SBS与SBR胶乳同时用于乳化沥青改性,充分发挥SBR胶乳与乳化沥青较好的相溶性和其对沥青低温、抗水损性能具有良好的改性效果,有效解决SBS改性沥青黏度较大乳化困难和低掺量时路用性能不佳的问题.首先从改性乳化沥青储存稳定性和蒸发残留物常规指标出发,得出不同掺量改性剂对乳化沥青的复合改性效果变化规律,之后通过样品在流变性能随温度和频率的变化趋势对其效果进行验证,并得到改性效果较好的改性方案.试验结果显示,在SBS掺量2％的基础上,添加3％的SBR胶乳可以大幅改善乳化沥青蒸馏残留物的弹性性能和高低温性能. 【期刊名称】《山西交通科技》 【年(卷),期】2017(000)006 【总页数】4页(P44-47) 【关键词】乳化沥青;SBS;SBR;复合改性;流变行为 【作者】畅润田 【作者单位】山西省交通科学研究院,山西太原 030006 【正文语种】中文 【中图分类】U414.75 0 引言
随着我国早期建设道路陆续进行维修养护阶段，具有可以常温施工、节约能源、减少环境污染等优点的乳化沥青逐渐成为道路材料和技术应用、研究与发展的主流方向[1-2]。但是沥青本身的技术指标无法满足路面使用性能要求，聚合物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）能够显著提高沥青的高温抗车辙、低温抗开裂性、抗老化以及改善沥青路面的耐疲劳性能，是目前筑路使用最广泛的聚合物改性剂[3-4]。SBS聚合物可以在沥青内部发生交联，使体系的黏弹特征发生明显变化[5-6]，对乳化设备、乳化条件和储存条件都要求较高，若掺量太低，则不能满足沥青路面的性能要求。SBR胶乳与乳化沥青相溶性较好，操作便捷，且SBR胶乳生产 工艺简单，但其改性效果略差。在此，将改性剂SBS与SBR胶乳同时用于乳化沥青改性，充分发挥SBR胶乳与乳化沥青较好的相溶性和其对沥青低温、抗水损性 能良好的改性效果[7]，因而将两者同时用于乳化沥青改性，不仅有效解决SBS改性沥青乳化困难的问题，SBS和SBR胶乳对乳化沥青改性效果具有协同增效作用，使乳化沥青各方面性能均有较为显著的提升。 流变学作为力学的一个新分支，主要用于复杂结构材料的研究，可以表征高分子材料的分子量，能快速、有效地进行原材料、中间产品和最终产品的质量检测和质量控制。流变学通过测试样品复数黏度、复数模量以及相角随着交联反应进行所产生的相应变化，以评价样品的黏性与弹性性质，其测定值主要取决于温度和加载频率，因而用于表征聚合物改性沥青非常有效[5]。本文重点考察了乳化沥青蒸发残留物 的流变行为，并以此为重要依据选出效果较好的改性方案。试验选用shell 90号 基质沥青，先用掺量2%的SBS改性，采用阳离子乳化剂乳化形成沥青乳液，添 加相应掺量的SBR胶乳即制得改性乳化沥青。流变性能测试结果显示，在SBS掺量2%的基础上，添加3%的SBR胶乳可以显著改善乳化沥青蒸发残留物的模量和相角，且模量和相角曲线均呈现出明显的平台稳定区，说明此改性条件下，沥青内部大分子交联结构能够形成非常稳定的空间网络结构，达到提升沥青路用性能的效
四臂星型 SBS 改性煤沥青的流变学研究
四臂星型 SBS 改性煤沥青的流变学研究 甘颖;邢宏龙;张艳红;李欣 【摘要】以四臂星型 SBS 聚合物为改性剂，三氟化硼-乙醚络合物为催化剂，对煤沥青进行化学改性，制得改性沥青。利用热重分析、流变仪等测试技术对其流变性能和热性能进行了分析。结果表明，四臂星型 SBS 的加入，提高了煤沥青的热稳定性，有效地降低了沥青的温度敏感性；改性沥青体系没有明显的相分离现象。%The modified coal tar was prepared,using the method of chemical modification,by adding four arm star-shaped SBS as a modifier and clathrate boron trifluoride-ether as a catalyst. The samples were an-alyzed by TG and rheological instrument. The results show that four arm star-shaped SBS can improve the thermal stability of coal tar,reduce effectively the temperature sensitivity. The system of modified coal tar have no obvious phase separation phenomenon. 【期刊名称】《应用化工》 【年(卷),期】2014(000)009 【总页数】4页(P1580-1583) 【关键词】煤沥青;化学改性;四臂星型 SBS;流变性能 【作者】甘颖;邢宏龙;张艳红;李欣 【作者单位】安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 232001;安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 232001;安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 232001;安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南 232001
SBS改性沥青的研究进展
SBS改性沥青的研究进展 黄贵秋 【摘要】介绍了目前SBS改性沥青的研究进展,从SBS改性沥青的相容性、相形态结构、流变性及高温贮存稳定性四个方面进行阐述,提出了SBS改性沥青技术的发展趋势。%The research advances of SBS modified asphalt were introduced.The compatibility,structure of phase,rheology and the high temperature storage stability of SBS modified asphalt were explained.And the development trend of SBS modified asphalt technology was clarified.【期刊名称】《广州化工》 【年(卷),期】2012(040)004 【总页数】3页(P8-9,23) 【关键词】改性沥青;SBS;相容性 【作者】黄贵秋 【作者单位】钦州学院化学化工学院,广西钦州535000 【正文语种】中文 【中图分类】TU535 沥青作为路面材料的主要缺点是容易产生如车辙、开裂和老化等现象，因而限制了其应用范围。对沥青进行改性可显著提高路面的使用性能，在众多改性剂中，SBS(苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青由于高低温性能优良、力学性能好，使路面的抗车辙能力提高，低温开裂温度降低，具有很好的抗疲劳性能和粘
附性能，同时，SBS改性沥青可以回收，使其得到了非常广泛的应用，市场前景看好。 由于沥青成分复杂，对其改性机理的认识非常困难，但随着人们对沥青成分的不断深入认识，对改性机理的认识也不断深入。本文综述了目前SBS改性沥青的研究进展，并对聚合物改性沥青技术的发展趋势进行了分析。 提高沥青改性效果的关键是解决改性剂与沥青的相容性问题，相容性好可减少搅拌时间和搅拌功率，降低能耗，改善储存，低用量下就能发挥聚合物改性作用。改性剂与沥青的相容性主要取决于两者之间的界面作用、基质沥青的组分以及集合物的极性、颗粒大小、分子结构等因素。 吉永海等［1］通过添加相容剂和稳定剂使SBS在沥青中稳定分散，制备储存稳定性良好的SBS改性沥青。其研究结果表明，相容剂能够溶胀SBS的硬嵌段—聚苯乙烯微区，使SBS在沥青中分散均匀;稳定剂能够引发SBS交联形成网络结构，使沥青接枝到SBS上，稳定SBS在沥青中的分散，从而得到宏观上均匀稳定的SBS 改性沥青体系。 Wang等［2］将SBS改性，使其端基分别含氨基、羧基和羟基等极性基团，其中氨基和羧基可有效提高改性沥青的相容性和储存稳定性。 张玉贞等［3］人采用溶剂脱沥青工艺和溶剂再循环吸附色谱分离技术将沥青分成三组分:富饱和分(S)富芳香分(A)、富胶质(R)，研究沥青组分与聚合物的相容性时发现:饱和分对聚合物只起溶胀作用，对性质的改善没有什么贡献，但不可缺少;真正改善性质的是芳香分和胶质，它们对SBS部分溶解，使整个体系呈两相结构。SBS的结构形态对沥青的性容性也有较大影响，一般线型SBS较星型 SBS与沥青有更好的相容性。Adedeji等人［4］用DSC、DMA、TEM等手段研究了SBS/沥青共混体系中PS、PB段的溶胀及相互作用情况，发现沥青中的软沥青质进入了PB链段区域，对PS区域则稍有溶胀。