基于动态力学分析S/B比对SBS改性沥青的影响

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对SBS改性沥青相容稳定性的影响因素

对SBS改性沥青相容稳定性的影响因素

对SBS改性沥青相容稳定性的影响因素发布时间:2022-09-13T08:52:26.260Z 来源:《科学与技术》2022年第30卷9期作者:张盟田[导读] SBS改性沥青的相容稳定性是SBS改性沥青的一项重要指标,沥青基质的组成成分、SBS改性剂的掺量与种类、稳定剂的掺入及生产加工对其都有影响张盟田重庆交通大学土木工程学院,重庆 400074摘要:SBS改性沥青的相容稳定性是SBS改性沥青的一项重要指标,沥青基质的组成成分、SBS改性剂的掺量与种类、稳定剂的掺入及生产加工对其都有影响,本文简述了不同因素的影响。

关键词:SBS改性沥青相容稳定性0引言现如今交通流量不断增加同时车辆荷载加重,对于道路来说提高质量成为主要问题,对于普通沥青路面来说已经不太适合如今交通发展,通过加入改性剂的方式可大幅度提高沥青路面的耐久性、低温抗裂性、抗车辙能力等。

在众多改性剂中SBS具有良好的高低温性能因此在改性沥青中占有较大比例。

SBS改性剂属于热塑性橡胶类改性剂,我国生产的SBS从当初的制鞋转化为制作沥青改性剂,SBS改性机理可大致分为物理共混和化学改性[1] 物理共混:SBS 微粒受到沥青组分中油分的作用发生溶胀而均匀分散在沥青中, SBS与沥青之间没有发生化学作用, 只是一种分子间作用力;化学改性:加入添加剂使沥青和SBS之间发生加成、交联或接枝等化学反应, 形成较强的共价键或离子键, 改善沥青的化学性质。

在SBS改性的过程中相容稳定性在大程度上决定着改性沥青的性能。

相容稳定性是指改性剂以微细的颗粒均匀、稳定地分散在基质沥青介质中, 不发生分层、凝聚或者互相分离现象的性质。

相容稳定性较好的改性沥青中改性剂分散均匀或成为连续均匀的网状结构,反之就凝聚成为絮状、块状、团状, 在改性沥青冷却时, 改性剂便析出、分层。

一、相容稳定性测试方法SBS改性沥青相容稳定性一般以离析试验来表征。

一般采用ASTM试验方法[2],也有学者[3]采用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)与动态力学分析(DMA)进行评价。

试析SBS改性沥青性能影响因素

试析SBS改性沥青性能影响因素

试析SBS改性沥青性能影响因素1、序言目前,采用聚合物对道路沥青进行改性是提高和改善沥青混合料路用性能的一种重要措施,常用的改性剂有SBS、SBR、PE等。

其中,SBS类改性沥青与原始沥青相比,在稳定性能、内聚附着性能、拉伸能力、弹性性能、温度性能、抗老化性能等方面,均有明显的改进和提高,被广泛应用于路面工程。

在多年的研究实践中,人们发现SBS改性沥青性能受到SBS掺入量、基质沥青、SBS自身性质等多种因素的影响。

本文拟从SBS改性沥青的原材料入手,试图对其主要影响因素做一个综合研究探讨,从而达到指导沥青改性用SBS生产的目的。

2、SBS改性沥青机理沥青的改性主要是通过改善沥青体系的内部结构实现对沥青物理性能的改善的。

SBS是一种高聚合物,易因吸收沥青中的饱和分而发生溶胀,溶胀后的SBS 极性更接近胶质;沥青与SBS挤压部分的相容性也会改变沥青组分的分布,进而影响沥青的相态转变;聚合物粒子对沥青组分的良好吸附和沥青组分对聚合物粒子的充分溶胀是提高沥青性能、对沥青进行聚合物改性的基础,沥青组分对聚合物粒子的溶胀和聚合物粒子对沥青组分的吸附是一个动态的过程,这种动态过程会对聚合物改性沥青的空间结构产生很大动态影响,直接会影响到改性后沥青的性能。

3、影响因素3.1 SBS改性沥青效果与基础沥青的关系研究表明,沥青和SBS的相容性与基质沥青的构成紧密相关关,因此,沥青组成将直接影响改性效果。

沥青中沥青质含量的增加,可以有效的改善改性沥青的应力应变特性,但与此同时,也影响改性剂在沥青中的相容稳定性。

另外,随着沥青中的芳香分增加,高聚物吸收饱和分小分子致其比表面积增加,有助于改性沥青沥青形成相容稳定体系,相反,芳香分的过多,则会明显降低改性沥青的内聚力和软化点。

3.2 SBS掺入量对改性沥青性能的影响SBS的掺入引起了沥青组分的重新分配,其中,饱和分明显减少,胶质、芳香分及沥青质都有不同程度的增加。

改性剂是一种高聚物,在沥青中溶解是一种溶胀过程,饱和分等小分子由于运动较快,会快速渗透进高聚物内部,使其体积膨胀,另外,如果高聚物的分散度较大,比面积增大,饱和分小分子进入几率增大,所以改性后饱和分含量明显减少。

SBS改性沥青机理研究

SBS改性沥青机理研究

SBS改性沥青机理研究一、本文概述随着交通事业的飞速发展,道路建设和维护对于沥青材料的要求越来越高。

SBS改性沥青作为一种性能优异的道路材料,已经在全球范围内得到了广泛的应用。

本文旨在深入研究SBS改性沥青的机理,以期为提高道路使用寿命、降低维护成本提供理论支持。

本文将概述SBS改性沥青的基本概念、发展历程及其在道路工程中的应用现状。

随后,文章将详细探讨SBS改性沥青的改性机理,包括SBS的分子结构、改性过程中的物理化学变化以及改性沥青的性能提升等方面。

本文还将通过实验研究,分析SBS改性沥青在不同条件下的性能表现,并对比传统沥青与SBS改性沥青的性能差异。

本文将对SBS改性沥青的应用前景进行展望,并提出针对性的建议,以期推动SBS改性沥青在道路工程中的进一步应用与发展。

通过本文的研究,将为道路工程领域提供更为全面、深入的SBS改性沥青机理认识,为相关领域的科研和实践工作提供有益的参考。

二、SBS改性沥青的制备与表征SBS改性沥青的制备是研究其改性机理的关键步骤。

制备过程中,首先选择高质量的基质沥青和SBS橡胶作为原料,保证产品的基本性能。

接着,通过特定的加工工艺,如熔融共混法,将SBS橡胶均匀分散在基质沥青中,形成稳定的SBS改性沥青。

在这个过程中,SBS橡胶的分子链会与基质沥青中的组分发生相互作用,如吸附、溶解和扩散,从而实现改性效果。

为了表征SBS改性沥青的性能,我们采用了一系列实验方法。

通过粘度测试,可以了解SBS改性沥青的流动性和施工性能。

动态剪切流变实验(DSR)可以评估SBS改性沥青的高温抗车辙性能。

我们还通过弯曲梁流变实验(BBR)来评价其低温抗裂性能。

这些实验结果可以为SBS改性沥青的应用提供重要依据。

除了以上基本性能测试,我们还对SBS改性沥青的微观结构进行了表征。

通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察,可以直观地了解SBS橡胶在基质沥青中的分散状态以及其与基质沥青的相互作用情况。

(完整word版)SBS结构对改性沥青性能的影响03

(完整word版)SBS结构对改性沥青性能的影响03

(完整word版)SBS结构对改性沥青性能的影响03 SBS结构对改性沥青性能的影响刘贵男(中石化资产分公司长岭沥青厂)摘要:本文主要以两种不同S/B的线型SBS(A、B)和星型SBS(C)为例,研究了不同SBS结构对改性沥青性能的影响。

结果表明:不同结构的SBS由于与沥青的相容性不同,对基质沥青的改性效果有所不同。

同等质量分数下,S/B高的线型SBS改性沥青比S/B小的线型SBS改性沥青的针入度、延度较小、抗老化性能强;星型SBS改性沥青软化点和针入度的指标优于线型SBS改性沥青;星型SBS的改性效果与改性剂和基质沥青的配伍性有很大的关系.关键词:SBS结构、基质沥青、改性沥青前言聚合物改性沥青由于可以提高和改善沥青路面使用性能、延长道路的使用寿命现已得到了广泛应用.聚合物改性沥青种类繁多,其性能随聚合物品种的不同而不同。

其中SBS聚合物改性沥青由于能够显著提高沥青路面高温抗车辙、低温抗开裂以及增强抗老化、改善疲劳等性能而成为聚合物改性沥青的主要品种[1]。

SBS 聚合物改性沥青在国内外得到了广泛应用,在我国常用的SBS改性剂主要是线型和星型两种。

SBS与基质沥青存在着配伍性,不同的基质沥青组成会严重影响SBS改性沥青的技术性能.因此,选择不同类型和牌号SBS,研究其对改性沥青技术性能的影响,对于正确认识和应用SBS改性沥青有着积极的意义[2]。

1.原材料的性质及分析方法1.1基质沥青实验采用的沥青为国产三种70A重交通基质沥青:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其性质见表1。

表 1 三种70A重交通基质沥青指标基质沥青种类ⅠⅡⅢ25℃针入度/0。

1mm66.867。

473.7软化点/℃49.148。

947.910℃延度/cm>60>6058.0TFOT后残留物质量损失/%0。

180.150。

1610℃延度/cm7。

07.07.025℃针入度比65.363.764。

11.2改性剂和稳定剂试验共采用了A、B、C三个型号的SBS改性剂,其中A和B为线性SBS,C为星型SBS.三种改性剂均呈白色立柱桩,物理力学性质见表2。

SBS掺量对改性沥青性能的影响

SBS掺量对改性沥青性能的影响

收稿日期——作者简介李雯婵(—),女,山东济南人,助理工程师。

S BS 掺量对改性沥青性能的影响李雯婵,樊 亮,林荔萍(山东省交通科学研究所,山东济南 250031)摘要:对不同S B S 掺量对改性沥青的性能影响进行了研究。

利用常规指标分析、动态剪切流变仪、低温弯曲梁流变等试验方法,全面对比、评价了S B S 掺量对基质沥青性能改善效果的影响,提出了S B S 的合适掺量,并从机理给与了初步讨论。

关键词:S B S 掺量;性能;PG 分级中图分类号:U416.217文献标识码:AInf luen ce on per form ance ofm od i f i ed a spha lt by SBSdop i n g ra ti oL I W en -cha n,FA N L ia ng,L IN L i -ping(S handong Transportation S cienc e Resea rch Institute ,S handong J inan 250031China )Ab stra ct:The re port discussed the influence onperfo r mance of mod ified as p halt by S BS dop ing ratio .M uch perfo r mance data was obtained by co mmon index analysis,dyna mic shear rhe ometer ,BBR and other methods,andc ontrast the ma mong d ifferen t rati op r ogra m s .Finally the op ti m iz ed dosage of S BS modifier was pu t for ward and the modificati on mechanis m was p reli m inary d iscussed .Key word s:dosage of S BS mod ifier;p erfor mance;PG grading引言沥青路面因其良好的行车舒适性和优越的使用性能在世界范围内得到了广泛应用。

SBS改性沥青性能的影响因素分析

SBS改性沥青性能的影响因素分析
科技・ 探索・ 争鸣
S c 科 i Βιβλιοθήκη n c e & 技 T e c h 视 n o l o g y 界 V i s i o n
S B S改性沥青性能的影响因素分析
姚 剑虹 ( 甘 肃恒 石公 路检 测科 技有 限公 司 , 甘肃 兰 州 7 3 0 0 7 0 )
【 摘 要】 随着道路修 筑等级 的提 高及 交通量的增 大, 改性 沥青被 广泛地运用到工程施 工中。基 于此 , 本文在分析 S B S 改性沥青机理 的基 础上 , 从基 质沥青、 S B S的掺入量 、 S B S 分子量、 S B S 化 学结构 等方面, 探讨 了原材料对改性 沥青性能的影响 , 以供有关部门参 考。 【 关键 词】 S B S ; 改性 沥青; 分子量 ; 膨化度

沥青 的 空 问结 构
2 S B S改性 沥青性 能的影响 因素
2 . 1 S B S改 性 沥 青 效 果 与基 础 沥 青 的关 系 相 关资料显示 . S B S和沥青 的相容 性易受 到基质沥 青的影 响 , 换
句话 说 . 基质沥青 的组 成部分 与改 性效果直接相关 . 随着沥青 质含量 的不断增加 , 沥青 的应 力应变特性 、 改性剂在沥 青中的相容稳 定性都 会产生 变化 。 另外 , 由于芳香分 的不 断增加 . 高 聚物通过吸收饱和分小 分子 , 使 其比表 面积得 以增加 , 促进 改性 沥青相容稳定体系的形成 。 在 相 反的情况下 . 过 多的芳香分将会导致改性沥青 的软化 点和内聚力下 降。 3 结 语

1 SB S 改 性 沥 青 机 理
般来说 。改性 沥青 主要是通过对沥青 内部结构体 系的改善 . 使 沥青 的物理性 能得 以提升 S B S 是一种高聚合物 . 其在吸收沥青 中的 饱 和分 、 芳 香分后会产生溶胀 , 进而使得 自 身 的极性发生 改变 . 趋 向于 胶质 。在此过程中 , S B S和沥青之 间会产生挤压作用 . 导致两者之间 的 相容性被改变 。 除此之外 . 聚合物粒子能否较好地吸附沥青组分 . 以及 沥青组分 能否较好地 实现对 聚合物粒子 的充分溶胀 . 将直 接影响到改 性沥青性能的好坏 . 这 是一个动态 的过程 . 其将 直接改变 聚合 物改性

SBS掺量对改性沥青性能的影响

SBS掺量对改性沥青性能的影响

收稿日期:2008—09—10作者简介:李雯婵(1981—),女,山东济南人,助理工程师。

S BS 掺量对改性沥青性能的影响李雯婵,樊 亮,林荔萍(山东省交通科学研究所,山东济南 250031)摘要:对不同S BS 掺量对改性沥青的性能影响进行了研究。

利用常规指标分析、动态剪切流变仪、低温弯曲梁流变等试验方法,全面对比、评价了S BS 掺量对基质沥青性能改善效果的影响,提出了S BS 的合适掺量,并从机理给与了初步讨论。

关键词:S BS 掺量;性能;PG 分级中图分类号:U416.217文献标识码:AI nfluence on perfor mance ofm od i f i ed a spha lt by SBSdop i n g ra ti oL I W en -chan,FAN L iang,L IN L i -ping(Shandong Transportation Science Research Institute,Shandong J inan 250031China )Abstract:The report discussed the influence onperfor mance of modified as phalt by S BS dop ing ratio .Much perfor mance data was obtained by common index analysis,dynam ic shear rheometer ,BBR and other methods,and contrast themamong different rati op r ogram s .Finally the op ti m ized dosage of S BS modifier was put for ward and the modificati on mechanis m was p reli m inary discussed .Key words:dosage of S BS modifier;perfor mance;PG grading引言沥青路面因其良好的行车舒适性和优越的使用性能在世界范围内得到了广泛应用。

动态剪切流变仪在评价SBS改性沥青中存在的一个问题

动态剪切流变仪在评价SBS改性沥青中存在的一个问题

文章编号:0451-0712(2003)08-0139-04 中图分类号:U414.75 文献标识码:B动态剪切流变仪在评价SBS改性沥青中存在的一个问题原健安1,刘地成2,纪 东2(1.长安大学 西安市 710064; 2.深圳路安特新材料研发中心) 摘 要:针对动态剪切流变仪(DSR)在SBS改性沥青等级评价中对试样RT FO T前后往往相差一个等级的现象进行讨论,指出导致这一现象的主要原因是提高了改性沥青的抗老化性能,使G*/sin W增加量较小,且改性剂剂量越高这一现象表现的越明显。

文中也对DSR评价改性沥青的适用性进行了讨论。

关键词:改性沥青;动态剪切流变仪;性能评价 美国战略公路研究计划(SHRP)中提出了沥青结合料分级和评价的新方法,经过大量实体工程证明了该方法的实用性及可靠性。

我国也有20多个单位先后引进了全套设备,大多数已投入研究、试验、应用,并在评价结合料性能方面发挥着积极作用。

但在使用中特别是评价SBS改性沥青方面其标准是否合理值得商榷。

笔者在本文中就这一问题进行了讨论。

1 结合料指标对基质沥青的适用性SHRP结合料规范规定:结合料RTFOT前耐高温性能的等级需满足G*/sin W≥1.0kPa的规定,RT FO T后需满足G*/sin W≥2.2kPa的规定。

如果G*/sin W值小于规定值时则不满足该等级抗高温的性能要求,需降级使用。

G*/sin W称为抗车辙因子,其值越大,则结合料高温抗车辙能力越好,PG 分级中的级别越高。

表1列出了一系列基质沥青的表1 基质沥青RT FO T前后的G*/sin W值沥青A B C D E F G H I J K L M原样G*/sin W 64℃ 1.218 1.752 1.261 1.454 1.593 1.230.66030.50130.54190.76480.96440.97990.5561 58℃ 1.3845 1.0196 1.1169 1.5819 2.1101 2.0847 1.1411RT FO T G*/sin W 64℃ 2.347 3.566 2.432 4.164 3.196 1.896 1.6377 1.5633 1.7419 3.47 1.6863 1.9182 2.0473 58℃ 3.6116 3.3244 3.7428 1.6661 3.7801 4.263 5.419G*/sin W RT FO T前后的测试数据。

不同S_B比例的SBS改性沥青的分散形态及性能

不同S_B比例的SBS改性沥青的分散形态及性能

不同S/B 比例的SBS 改性沥青的分散形态及性能Ξ刘祖广,王仕峰,王迪珍(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640) 摘要:以两种组成比例不同的S BS (791、792)为例,研究了S/B 质量比对改性沥青分散形态与性能的影响。

结果表明:S/B 不同的S BS 由于与沥青的相容性不同,对改性沥青的分散形态与性能有所不同。

同等质量分数下,S/B 高的S BS 改性沥青的针入度较小。

小用量范围内S/B 低的改性沥青软化点高;用量超过5%后,S/B 高的改性沥青软化点则较高。

S/B 低的改性沥青的5℃延度较好,弹性恢复率也较优。

当S BS 含量为5%时,S/B 低的改性沥青的稳定性更好。

关键词:S BS 改性沥青;S/B 质量比;分散形态;针入度 中图分类号:T Q33311 文献标识码:B 文章编号:1005-5770(2005)04-0050-03Morphology and Properties of SBS Modified Asphalt of Different S/B R atioLI U Zu 2guang ,W ANG Shi 2feng ,W ANG Di 2zhen(C ollege of Material Sci 1and Eng 1,S outh China University of T echnology ,G uangzhou 510640,China )Abstract :The in fluence of varied S/B ratio of S BS on the m orphology and properties of m odified asphalt was studied 1The results showed that the com patibility of S BS with asphalt was different because of the varied S/B ratio of S BS ,which made the m orphology and properties of S BS m odified asphalt different at same content of S BS 1The penetration of the m odified asphalt with high S/B ratio was lower than that of the asphalt with low S/B ratio at the same concentration 1The s oftening point of the m odified asphalt with low S/B ratio was higher at small content 1When the content of S BS was m ore than 5%,m odified asphalt with high S/B ratio had higher s oftening point 1M od 2ified asphalt with low S/B ratio had better ductility as well as elastic recovery 1The m odified asphalt with low S/B ratio had better stability at 5%S BS content 1K eyw ords :S BS M odified Asphalt ;S/B Mass Ratio ;M orphology ;Penetration 热塑性弹性体S BS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)存在热可塑交联的PS 区域及弹性优良的P B 区域,呈微观两相分离状态,常温下为橡胶态,高温下呈粘流状;加入沥青中,既能改善加工性又能显著改善沥青的抗高、低温性能和回弹性能,成为聚合物改性沥青最佳的改性剂[1~3]。

温度扫描下SBS改性沥青动态力学行为分析_林江涛

温度扫描下SBS改性沥青动态力学行为分析_林江涛

N E W B U I L D I N G M A T E R I A L SSBS 改性沥青是一种典型的黏弹性材料,随着温度的变化会依次表现出黏流态、高弹态、黏弹态乃至玻璃态等动态力学特征。

聚合物材料的动态黏弹性在交变作用下表现为滞后和力学损耗,其滞后现象与内耗大小是由分子链段运动的难易程度决定的。

分子链段运动的状态既是产生内耗的原因又是黏弹性材料宏观力学形态的微观表现,因此,可以通过损耗因子tan δ在温度标尺下的变化分析SBS 改性沥青动态力学行为状态上的变化。

本文通过固定交变作用频率,改变试验温度以获取动态力学温度谱,从力学损耗及分子运动角度出发,研究SBS 改性沥青在交变作用频率下力学形态的转变机理及影响因素。

1试验材料及设计本文共采用8种成品SBS 改性沥青,其改性用基质沥青温度扫描下SBS 改性沥青动态力学行为分析林江涛1,樊亮1,马士杰1,王暖绪2(1.山东省交通科学研究所,山东济南250031;2.烟建集团市政路桥分公司,山东烟台264003)摘要:采用AR-2000型动态剪切流变仪对不同品牌的成品SBS 改性沥青进行动态剪切试验,以获取SBS 改性沥青动态力学温度谱,并对SBS 改性沥青动态力学机理进行了分析。

通过试验发现,在设定剪切频率(10rad/s )和降温速率(2min/℃)等试验条件下,不同种类SBS 改性沥青在剪切温度为(35±2)℃、储存模量G '为(0.5±0.1)MPa 时会出现相态转变,改性沥青由高弹状态转变到黏弹态,其对应的损耗因子tan δ表现为峰值或平台区结束,并且在加载温度约为10℃时,沥青样品开始出现破裂现象。

在基质沥青标号相同的情况下,对SBS 改性沥青流动转变和高弹态力学响应起主要作用的是SBS 改性剂种类、用量及溶胀发育程度,对高弹态向黏弹态转变温度起主要作用的是基质沥青。

关键词:SBS 改性沥青;动态剪切试验;动态力学温度谱;损耗因子tan δ;相态转变中图分类号:TU535文献标识码:A文章编号:1001-702X (2012)08-0039-03SBS modified asphalt dynamic mechanical behavior analysis by temperature sweepLIN Jiangtao 1,FAN Liang 1,MA Shijie 1,WANG Nuanxu 2(1.Shandong Transportation Institute ,Jinan 250031,Shandong ,China ;2.Yan Construction Group Municipal Road &Bridge Corporation ,Yantai 264003,Shandong ,China )Abstract :Different kinds SBS modified asphalt were taken dynamic sheer test with Dynamic Sheer Reheometer AR-2000in order to get the dynamic mechanics temperature spectrum of SBS modified asphalt ,meanwhile ,dynamic mechanics behavior mechanism was analyzed.Based on the analysis of experiment data ,it is found that different kinds SBS modified asphalt will appear phase conversion which modified asphalt phase were from elastomeric state to viscoelastic state when the test sheer temperature was (35±2)℃and storage modulus was (0.5±0.1)MPa under the experiment sheer rate (10rad/s ),cooling rate (2min/℃)and other conditions.Then the dynamic loss factor tan δshow peak value or platform area over ,on the other hand in about 10℃temperature loading ,asphalt sample began to rupture phenomenon.The results show that SBS modifier type ,amount ,soluble development degree play the major role in viscous flue state and elastomeric response while matrix asphalt is the most important factor in the transition temperature of elastomeric state to viscoelastic state.Key words :SBS modified asphalt ;dynamic sheer test ;dynamic mechanics temperature spectrum ;dynamic loss tangent tan δ;phase transformation基金项目:山东省自然科学基金项目(ZR2009FL020)收稿日期:2012-03-01作者简介:林江涛,男,1986年生,山东日照人,研究方向为沥青与沥青混合料。

SBS改性沥青流变性能影响因素探析

SBS改性沥青流变性能影响因素探析
Q4 Q5 Q6 Q7 7 0号 A级 指 标
表 1 不 同基 质 沥青 的物 理性 能及 化 学 组成
Q1 Q2 Q3
软化点/ ℃
1 O℃延 度 / e a r
粘度( 6 0℃) / ( P a・s )
R T后 l O℃延 度 / c m RT 后 针 入 度 比( 2 5℃ ) /
2 0 1 3年 第 6期
1 . 2 S B S改性 沥青 的制备 将 基质 沥青加 热到 1 7 0 ~1 9 0℃ , 在搅拌 中按 计量加 入 S B S和 稳 定 剂 , 保 温溶胀 2 0 mi n 。在 1 7 0 ~1 9 0℃下将 S B S改 性沥青 高速 剪切分 散 , 然
项 g l
针入度( 2 5℃ ) / o . 1 mm
稳定 性 主要取 决 于基质 沥青 的组 分 , 基 于此 , 本文 探 索 的是基 质 沥 青 对 S B S改 性 沥 青 流 变 性 能 的 依 存关 系 。此 外 S B S改 性 沥 青 的流 变 性 能 的影 响 因素有 稳 定 剂 、 增容剂 、 S B S 、 各 种 添 加 剂 的计 量 等【 3 ] 。因 此 , 通 过研 究 沥 青 种类 、 S B S掺 量 与 P P A掺 量对 S B S改性 沥青 DS R值 的不 同影 响来 探讨 这些 因素 对沥 青 的作用成 因 。
CJ
蜡 含量/ 沥青质/
四 组 分 霎
胶质/ 原样 DS R( 6 4℃) / k P a RT 后 DS R( 6 4℃ ) / k P a
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 7 ~ 2 3
8 4
范春华等 : S B S改 性 沥 青 流 变 性 能 影 响 因 素 探 析

不同SBS对改性沥青性能的影响

不同SBS对改性沥青性能的影响
相 差就 比较大 。见 图 1~ 4 。
1 试验 部分 1 . 1 试验 材料
改性沥青指 采用 “ 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 善而 制成 的沥青
基质 沥青 采用 某 进 口 A H 一9 0号 基 质 沥青 , 性 能指 标 见 表 1 。线 性 S B S为燕 山 石 化 生 产 的 1 3 0 1一I 、1 3 0 1—3 、岳 阳 石 化 生 产 的 Y H一
体 ,它是 由苯 乙烯 和丁二烯 通过 阴离子 聚合形 成 的嵌 段共 聚物 。它 即具 有橡 胶 的弹性 性 质 ,又有 树脂 的热 塑性性 质 ,因而具 有弹性好 、抗 拉强 度
a )线性 S B S 改性沥青:称取 7 0 0 g已经熔
融 的基质 沥青 ,在 1 6 0℃时 加入 4 . 5 %的 S B S高 速剪 切 1 . 5 h ,缓 慢加 入 0 . 1 1 % 稳 定剂 ,然 后继 续搅拌 1 h和 2 h ,取 样进 行 化 验 ,整 个 剪切 过
高、抗低温变形性质好等优点,可提高沥青的高
温稳 定性 和低温抗 裂 性 能 . 3 J 。 常用 的 S B S结 构 有线 性 和星型两 种形式 。改 性沥青 的加工 工艺 一 般 为将 S B S添 加 到 基 质 沥 青 中 ,通 过 机 械 的剪
继续搅拌 1 . 5 h和 2 . 5 h ,取样进行化验 ,整个 剪切过程 中控制温度在 1 8 0 c 【 = ± 5℃之间。
结合料” l l J 。改性剂是指 “ 在沥青或沥青混合料
加 入 的天然 或人 工 的有 机 或 无机 材 料 ,可 熔 融 、

采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青高温流变特性的有关问题探讨

采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青高温流变特性的有关问题探讨
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图2沥青胶结料的粘弹特性
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删函’r1.采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青高温流变特性的有关问题探讨
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gaw沥青胶结料性能等级规范
美旧在 ̄震碍j砌惫鲫切流变仪对沥青结合料的 流变特r{:进,J・“泛的研究中发现,用动态剪切流 变仪测定的'!:J力青纪台料流变特性指标,能够很好 地表}li:沥青结合料的流变特性。因此.在最终编 制沥青结合料的技术规范时,采纳了用动态剪切 流变仪测定洳爵结合料流变特性指标的研究成 果,并规定j’标准试验寸法。通过近十年的推广 应用.这‘以动态剪切流变指标为主的技术规范
石油沥青PETROI,EUM ASI,HAL r
第17卷增_
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采用动态剪切流变仪研究SBS改性沥青 高温流变特性的有关问题探讨
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重突交通科研设计院(重庆63改性沥青,可以方便地测定SBS改性沥青的复数剪 切模量和相位角,计算出拈性和弹性分量.井可用各种相关参数拉征SBS改性沥青的流变特 性.通过分析,对于与采用动态剪切流变仪研究SBS改一|生沥青流变特性有共的几个问遥进行 7计论。
美国在年期间开展了著名的公路战略研究计划shrp在其中的沥青研究项目中采用了包括核磁共振液相色谱气相色谱离子交换色谱红外光谱差示扫描断层扫描激光显微与荧光分析等手段试图从分子级上研究沥青的组成研究沥青的化学性质与物理性质之间的关系寻求沥青的化学物理性质与沥青混合料及沥青路面使用性能的关系并根据研究成果在沥青技术规范初稿中提出了几个化学指标但由于未能达到实用的程度最终的沥青技术规范中仅保留了流变指标
图1复数剪切模量(f;’)与相位角(a)的汁箅

高模量改性沥青混合料动态力学特性研究

高模量改性沥青混合料动态力学特性研究

2021年3期创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application高模量改性沥青混合料动态力学特性研究*丁敏1,2,曾德勇1(1.浙江省交通运输科学研究院,浙江杭州311305;2.浙江省道桥检测与养护技术研究重点实验室,浙江杭州311305)沥青混合料是一种典型的黏弹塑性体,在车辆荷载作用下,研究混合料的动态模量特性及黏弹性能对评价沥青混合料的路用性能具有重要作用。

我国高模量沥青混合料通常采用外掺高模量改性剂来提高混合料的模量值,进而改善其在高温条件下抵抗外界荷载作用能力。

许志鸿等[1]介绍了动载作用下沥青混合料力学特性,研究提出了影响沥青混合料动态模量的因素。

文献[2-4]利用时温等效原理得到高模量沥青混合料的动态模量主曲线,分析高模量沥青混合料的粘弹特性。

李亚平等[5]利用主曲线研究高模量沥青混合料外加剂的掺量,研究表明AP-8最佳掺量为0.3%;李保安等[6]及王昊鹏等[7]利用动态模量主曲线评价高模量沥青混合料抗车辙能力;黄新颜等[8]研究表明对高模量沥青混合料的高温性能、模量特性等进行研究并结合我国气候区划提出3种高模量沥青混合料的适用场合;陈辉等[9]利用动态模量主曲线评价混合料的水稳定性,研究表明水损害对沥青混合料低频时(或高温时)的粘弹性质影响更为显著;杨小龙[10]总结了沥青混合料动态模量预估模型的研究进展提出可用人工神经网络方法建立沥青混合料动态预估模型,来研究混合料黏弹性。

采用动态模量主曲线研究高模量沥青混合料的动态模量特性的研究已经较多,但采用频率-模量曲线研究高模量沥青混合料的黏弹特性研究较少。

本文采用动态模量主曲线及“模量-频率双对数坐标”线性拟合得到黏弹因子,研究高模量沥青混合料的动态力学特性,评价不同混合料抗变形能力及黏弹性能。

1试验材料参数及方法1.1试验材料参数本文选用美国霍尼韦尔公司生产的聚合物改性剂(以下简称为Hon 改性剂),辽宁省交通科学研究院有限责任公司生产的“智信路宝”牌高模量沥青混凝土外掺摘要:文章为研究高模量沥青混合料动态力学性能,通过研究不同温度、频率条件下分析掺加SBS 、路宝、Honeywell 改性剂的沥青混合料动态模量特性,采用时温等效原理获取混合料动态模量主曲线及频率-模量双对数线性方程获取混合料黏弹因子,来评价高模量沥青混合料黏弹性能。

SBS/MMT复合改性沥青的动态力学性能

SBS/MMT复合改性沥青的动态力学性能

Dy m i e ha i a o r y o BS M M T m po na cM c n c l Pr pe t fS / Co und M o i e ph l d f d As a t i
Yu Xi n ag
(o n ai p r n, u n z o o ma dS h o P bi S c ryFo t r u rs G a g h u5 6 , hn ) F u d t nDeat tG ag h uC m n c o l u l eui rni ad , u n z o 6 3 C i o me c t eG 1 0 a
mo i e s h l t h a S S) M MT) d e i cl t s h lweep e rd T ed n mi meh nc l r p ̄is fdfee t a lsweetse df dap at wi tesmem( B / i s h m( a d ddr tyi oap at r rpae . h y a c c a ia o e e i rn mpe r etd e n p o f s u igd n mi se r h o tr( R) T ers l h we h th ih tmp rtr lsii n ih tmp rtr itro bly o ak rssa c fte sn y a c h a e mee DS r h eut so dta ehg e eaueeat t a dhg e eauedsot na it ft c eitn eo s t cy2 ww g c e c r w.d h m.o n
第 3 卷 总第 22 7 0 期
S S MMT复合改性沥青 的动态力学性能 B/
( 公安边 防部 队广州指 挥学校 基础部 ,广东 广 州 5 06) 163

Sasobit对改性沥青试验对比分析

Sasobit对改性沥青试验对比分析

Sasobit对改性沥青试验对比分析摘要:主要针对Sasobit改性沥青进行室内试验研究,并与其基质沥青进行对比。

结果表明:掺入Sasobit改性剂与未掺入Sasobit改性剂的沥青相比,软化点都得到了显著提高,针入度明显降低,5℃延度明显降低,5℃弹性恢复率略有降低,闪点稍微提高。

关键词:道路工程;室内试验分析;Sasobit改性沥青0前言目前,改性沥青技术在我国已经得到了很大的发展。

国内应用的沥青改性剂类别有:热塑性橡胶类,如苯乙稀—异戍二稀—苯乙稀(SBS);橡胶类,如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR);热塑性树脂类,如聚乙烯(PE)、无规聚丙烯(APP)等。

一般认为,热塑性橡胶类具有橡胶和树脂的特性,能够使沥青具有良好的高温稳定性和抗老化性;橡胶类改性沥青有着良好的低温抗裂性和粘结性能;树脂类改性沥青有良好的高温稳定性,但低温抗裂性较差[1]。

但是这些改性剂在应用中都存在一个难于与沥青共混的问题。

为确保应用效果,必须采用专门的胶体磨或高速剪切装置,使其与沥青共混。

并且,为保证共混后的沥青不至于过早离析,还需要加入某些分散剂。

这样不仅增加了路面施工设备和生产成本,而且也限制了改性沥青的应用场合。

德国Sasol-Wax公司生产的沥青改性剂Sasobit可以直接投入沥青中,容易溶解于沥青,并能长时间地保存[2]。

为评价该产品的性能,按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对其进行了沥青性能室内试验研究。

2 Sasobit改性剂Sasobit改性剂是一种高分子量固体饱和碳氢化合物,其主要物理和化学性能参数如表1。

表1 Sasobit的物理和化学性质3 改性沥青性能研究选取国内西部地区常用的基质沥青,分为掺入和不掺入Sasobit改性剂两种情况,根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》要求,进行了沥青基本性能对比试验。

(一)基质沥青试验采用了两种基质沥青,一种是兰州石油化工总公司生成的重交通沥青90号沥青(简称为兰炼沥青);另一种是克拉玛依石油公司生成的克拉玛依重交通沥青90号沥青(简称为克炼沥青)。

SBS改性沥青剪切发育过程的动态力学热分析_袁燕

SBS改性沥青剪切发育过程的动态力学热分析_袁燕

第19卷 第3期2006年5月中 国 公 路 学 报China Journal of Hig hw ay and TransportVol.19 No.3M ay 2006文章编号:1001-7372(2006)03-0029-05收稿日期:2005-08-21作者简介:袁 燕(1974-),女,山东曹县人,福州大学讲师,华南理工大学工学博士研究生,E -mail :yanecho @ 。

SBS 改性沥青剪切发育过程的动态力学热分析袁 燕1,2,肖 云1,张肖宁1(1.华南理工大学道路工程研究所,广东广州 510641;2.福州大学土木建筑工程学院,福建福州 350002)摘要:为了检验改性过程中共混物性能的变化规律,在实验室制备SBS 改性沥青的过程中,用不同类型SBS 与不同组分的基质沥青配伍,对制备过程中的样品进行动态力学扫描及常规沥青试验,发现在适当的剪切及发育时间内沥青与聚合物共混的动力学性能会得到改善,过长的剪切及发育时间使其性能下降。

在其他条件一致的情况下,聚合物在沥青中能否形成网络结构取决于沥青组分,共混所需的合适剪切及发育时间有赖于沥青组分与改性剂的配伍性。

关键词:道路工程;SBS 改性沥青;动态力学热分析;剪切与发育;动力学性能;聚合物网络结构中图分类号:U414.1 文献标志码:ADynamic Mechanical Thermal Analysis of Shearing and DevelopingProcess of SBS Modified AsphaltYUAN Yan 1,2,XIAO Yun 1,ZH ANG Xiao -ning 1(1.Institute o f Road Eng ineering ,South China Univ ersity of Technolo gy ,G uang zhou 510641,G uangdo ng ,China ;2.Scho ol of Civil Engineering and Ar chitecture ,Fuzho u U niv ersity ,F uzhou 350002,F ujian ,China )A bstract :In orde r to find the rules o f the admix ture composed o f SBS and bitumen in the modifying process ,the dynamic mechanical tests and no rmal tests w ere performed to the sample s com po sed of different types o f SBS w ith different base asphalts in the mechanical mix ing pro cedure in the lab.It is found that dy namic m echanical prope rties of mix ture are im prov ed within pro per shearing and develo ping time ,and there will be o pposite effect if the time is to o long.On the conditions that ty pe of poly mer and content are same ,proper shearing and developing tim e is dete rm ined by the matching o f asphalt co mpo sition and SBS ;it lies on the com po sitio n of asphalt if poly mer netw o rks structure in asphalt can be form ed.Key words :road engineering ;SBS modified asphalt ;dynam ic mechanical therm al analy sis ;shear -ing and developing ;dynamic mechanical prope rty ;polym er netw o rk structure0引 言SBS 是一种热塑性弹性体聚合物,在常温下具有橡胶高弹性。

浅析SBS掺量对其改性沥青性能的影响

浅析SBS掺量对其改性沥青性能的影响

浅析SBS掺量对其改性沥青性能的影响周院芳余剑锋(江西交通工程咨询监理中心南昌 330008)摘要:为了满足交通发展的需要,对沥青材料提出了更高的要求,由于改性沥青的各项性能远远优于重交通沥青,特别是SBS改性沥青因有着比其他改性沥青更好的性能,近年来我国对SBS改性沥青使用越来越多,而我省使用则是近几年开始,为了更好地、合理地使用SBS改性沥青。

本文从沥青的常规试验浅析SBS掺量对其性能的影响。

关键词:道路工程;SBS改性沥青;沥青性能;掺量0 前言随着我国国民经济的发展,交通运输量迅速增长,带动了我国高速公路事业的迅速发展,也相应提高了对沥青材料的需求。

现阶段沥青路面存在的主要问题大致如下:1、高温车辙及变形问题,这一点在我省非常突出,由于高温、重车、超载等原因,车辙可能成为我省沥青路面的最严重的破坏形式;2、水损,表现了雨季等时间出现松散、坑槽唧浆等情况;3、温缩裂缝,从各高速公路通车情况看,裂缝情况也相当严重,因大部分都是半刚性基层的沥青路面,其基层材料的收缩所产生的反射缝有大量发生。

由于改性沥青的高温抗车辙性能、抗疲劳能力和低温抗裂性都远远优于重交通沥青,改性沥青特别是SBS改性沥青的需求越来越大。

1 SBS改性沥青1.1 SBSSBS是一种热塑性弹性体,是以丁二烯和1,3-苯乙烯为单体,采用阴离子聚合制得的线型或星型嵌段共聚物。

在SBS用于道路沥青改性之前,它的式进行定性检查具体作法是灌浆硬化14天后,用载重汽车(载货8t以上)或钢轮压路机(15t以上)在混凝土面板上慢速行驶,专人随行目测,观察混凝土板是否有晃动。

5 结语1、工程实践表明,采用压浆技术工艺处理板底脱空经济可行、简便实用、效果明显,既可用于水泥混凝土路面日常养护,也可用于路面的改建工程。

2、板底脱空病害的形成与水的侵蚀有重要关系,最大用途是做皮鞋底,即所说的“牛筋底”。

其中,线型的结构式为:{CH2-CH}n{CH2-CH=CH-CH2}m{CH2-CH}n││C6H5 C6H5星型的结构式为:[{CH2-CH}n{CH2-CH=CH-CH2}m]4Si│C6H5有关资料表明:SBS的改性效果与SBS的品种、分子量密切相关,星型SBS的改性效果优于线型SBS,其分子量越大,改性效果越明显,但加工越难。

基于动态力学分析的改性沥青黏弹性能研究

基于动态力学分析的改性沥青黏弹性能研究

华南理工大学学报(自然科学版)第38卷第3期Journa l o f South C hina U niversity o f Techno l o g yV o.l 38 N o.32010年3月(N atura l Science Editi o n)M arch 2010文章编号:1000 565X (2010)03 0037 04收稿日期:2008 10 21*基金项目:国家自然科学基金资助项目(50808087)作者简介:詹小丽(1982 ),女,博士后,主要从事道路工程与材料研究.E ma i:l zhanx @l scut .edu .cn基于动态力学分析的改性沥青黏弹性能研究*詹小丽1,2王端宜1(1.华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640;2.浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州310014)摘 要:鉴于目前的沥青黏弹性能评价指标对改性沥青的适用性较差,采用动态力学分析方法对基质沥青和改性沥青进行研究,测定了不同温度和频率下沥青的黏弹性能参数,通过H an 曲线和动态黏弹参数的变化规律分析其黏弹性能.结果表明:改性沥青的H an 曲线在不同温度下具有不同的温度依赖性,由于其相态结构比较复杂,导致其黏弹性能不同于基质沥青;采用动态力学方法能很好地揭示改性沥青的宏观力学性能与微观结构的相关性.关键词:道路工程;改性沥青;黏弹性能;动态力学分析;H an 曲线中图分类号:U 416.217do :i 10.3969/.j issn.1000 565X .2010.03.007美国SHRP (Strateg ic H i g hw ays Research Pro gra m )计划提出的沥青评价指标能很好地评价沥青的低温、高温和疲劳性能,但是对于改性沥青的适用性较差.为此,不少学者提出了各种黏弹性参数作为改性沥青的评价指标,如重复蠕变恢复试验的黏性分量、累计耗散能、零剪切黏度等,但是仍未能很好地描述改性沥青的黏弹性能[1 3].SBS(Sty rene Butad ieneS tyrene)改性沥青是在沥青中加入大分子苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,通过物理或化学共混与沥青反应生成的共混物.由于沥青和聚合物SBS 在相对分子质量、化学结构、黏度上都有较大的差别,导致SBS 和沥青在热力学上不相容,因此SBS 在改性沥青中的相态、形态和结构组成极其复杂,这也是SBS 改性沥青与基质沥青黏弹性能差距较大的原因.SBS 改性沥青属于高分子聚合物,其黏弹性能与其组分间的相互作用、相形态密切相关,黏弹响应能准确反映其形态结构的变化,而形态结构也在很大程度上决定着它的使用性能,因此,要研究改性沥青的黏弹性能首先要研究其微观结构.目前对改性沥青微观结构的研究主要是采用扫描电镜等微观试验方法研究改性剂在沥青中的分布情况,不能很好地将微观结构与黏弹性能联系起来[4 5].动态力学分析(DMA )研究黏弹性材料在周期性变化的应力(或应变)作用下的力学行为[6 8],测定材料在一定温度范围和频率范围内动态力学性能的变化,它是研究材料黏弹性的重要手段.DMA 方法由于是在小应变条件下进行测定,其过程不会对材料本身结构造成影响或破坏,并且高分子材料呈现的黏弹性响应对相态结构的变化十分敏感.因此,可以采用DMA 方法来研究改性沥青的黏弹性能,并且根据改性沥青的黏弹性能的变化规律分析其微观结构的变化.1 原材料与试验方案本研究选用的材料为PG76 22的SBS 改性沥青和70#沥青,采用的仪器为美国TA 公司生产的Advanced Rheo m eter 2000高级流变仪,AR2000用来测定沥青的动态黏弹性能,施加的荷载为正弦应力,这种加载方式能有效地模拟沥青路面承受车辆行驶时施加的瞬时车轮荷载和重复荷载.DMA 可选用在交变应力的频率不变时,在宽广的温度范围内改变温度,观察沥青的动态模量和相位角等参数随温度的变化,得到沥青的动态力学温度谱,或者维持温度不变来改变应力作用频率而得到沥青的频率谱.在研究沥青材料的各种转变,特别在研究沥青的玻璃化转变温度时,常采用DMA 温度谱,但是当需要了解材料在特定频段内的动态力学参数或深入研究微观结构时,则多用D MA 频率谱.首先进行应变扫描试验,以确定沥青的线性黏弹性范围,根据应变扫描的结果确定频率扫描的应变大小.在线性黏弹性范围内进行频率扫描试验,频率范围为0 001~70H z ,温度范围为20~100 .通过D MA 频率扫描试验,可以得到沥青的储存模量、损失模量和相位角等黏弹性参数,储存模量G 表示交变应力作用下材料储存并可以释放的能量,反映的是沥青的弹性成分;损失模量G !反映变形过程中由于内部摩擦产生的以热的形式散失的能量,体现的是沥青的黏性成分;相位角反映的是沥青的黏弹比例.2 H an 曲线储存模量和损失模量关系曲线是H an 在1982年以均相聚合物的分子黏弹性理论为基础针对均相聚合物提出来的,所以又称为H an 曲线[9].根据不同沥青的频率扫描结果可以得到H an 曲线,如图1所示.图1 70#沥青和改性沥青的H an 曲线F i g.1 H an curves of 70#and m odified aspha lt一般而言,均相聚合物体系与多相聚合物的H an 曲线的明显差异在于:前者不存在温度依赖性,而后者却存在温度依赖性,并且这种温度依赖性与相行为的变化有关.因此,就可以将H an 曲线开始出现温度依赖性的临界温度作为多相聚合物体系的相分离温度.由于多相聚合物体系非均相的存在使得其流变行为复杂化,与均相聚合物体系相比,多相聚合物体系均在低频区域,即所谓的长时松弛区域,呈现出特殊的黏弹响应,表现为弹性显著增加、松弛时间明显增长以及时温等效原则失效等,偏离经典的线性黏弹性理论.从图1(a)可以看出,70#沥青在整个温度范围内均不存在温度依赖性,这表明沥青在测定温度和频率范围内为均相体.从图1(b)可以看出,对于改性沥青,当温度低于60 时,H an 曲线没有温度依赖性,但在60~100 时,H an 曲线已经存在较明显的温度依赖性,表明改性沥青在此温度范围内,相态结构已经出现变化.根据H an 曲线斜率的偏离程度可以看出聚合物的相分离程度,从图1(b)可以看出,在60 时H an 曲线的斜率较小,出现平台区,这表明在60 附近时改性沥青形成网络结构.随着温度的升高,H an 曲线的斜率逐渐增大,在100 时达到1 3190左右,表明改性沥青的相态结构随温度升高而发生变化,逐渐向均相体转变,从不同温度下H an 曲线的变化规律可以很明显地看出改性沥青相结构的变化规律.3 改性沥青黏弹性能研究3.1 损失模量变化规律经典的线性黏弹性理论指出[10],在频率 ∀0的末端区域,单分散均聚物以及一些相容的聚合物共混体系的储存模量和损失模量曲线在低频区呈直线关系,但对多相、粒子填充等非均相聚合物体系而言,非均相的存在使得流变行为复杂化;与均相体系相比较,多相聚合物体系均在低频区域,即所谓的长时区域或终端区域呈现特殊的黏弹响应,偏离经典的线性黏弹理论.通过黏弹性参数随频率的变化规律可以对沥青的黏弹性能进行分析,不同温度下沥青的损失模量曲线如图2所示.从图2可以看出,随着频率增大,损失模量增大,但改性沥青的变化规律与70#沥青不同.对于70#沥青,损失模量与频率的曲线呈直线关系;对于改性沥青,随着温度升高,在60~90 范围内,损失38华南理工大学学报(自然科学版)第38卷图2 70#沥青和改性沥青不同温度下的损失模量曲线F ig .2 Lo ss m odul us curves o f 70#and m odified aspha lt at d ifferent te m perat ures模量在低频区出现平台区,表明改性沥青对频率的依赖性减弱,当温度继续升高时,平台区消失.在低频区出现的平台现象是多相聚合物体系表现的一种特殊的黏弹松弛行为,长时松弛的原因被认为是填充粒子在体系内形成了诸如骨架、网络等三维有序结构,这表明SBS 改性剂的加入在改性沥青中形成了网络结构.从图2(b)可以看出,对于改性沥青,不同温度下出现平台区的频率范围明显不同,在60~90 范围内,随温度升高,其出现平台区的频率范围增大,这也表现了改性沥青的相态结构与温度和频率有关.从改性沥青损失模量与频率曲线的斜率可以看出,在30~60 范围内,曲线在低频区的斜率随温度升高逐渐减小,而当温度继续升高时,曲线斜率逐渐增大,这与H an 曲线得到的结论是一致的,表明在60 附近时,SBS 改性沥青相分离程度增大,随着温度升高,相态结构逐渐恢复.这也表明改性沥青的相态结构极其复杂,随着温度的变化而呈现不同的相态结构.通过对H an 曲线和损失模量曲线进行分析,结果表明损失模量出现平台区的频率值与H an 曲线存在温度依赖性的频率值是相同的,H an 曲线出现温度依赖性即表明改性沥青的相态结果出现变化,相态结构发生分离,因此,可以从改性沥青的相态结构来分析改性沥青的黏弹性能,当改性沥青出现相态分离时,改性沥青的黏弹性能的变化规律比较复杂.3.2 相位角变化规律相位角是由于黏弹性材料黏性成分的影响,对材料输入正弦应力与产生的正弦的应变响应不同步,滞后一个角度.对于纯黏性流体 为90#,对于纯弹性材料, 为0#,对于大多数黏弹性材料0#< <90#,因而相位角反映了沥青材料的黏弹比例,相位角越大,沥青的黏性成分越大,不同沥青相位角曲线如图3所示.图3 70#沥青和改性沥青不同温度下的相位角曲线F i g .3 Phase ang le curves o f 70#and m odified aspha lt a t different te m peratures从图3可以看出,对于70#沥青,当温度较高时,相位角在频率较低时接近于90#,表明70#沥青在此频率和温度下接近于黏性体,在高温时沥青的相位角的频率依赖性较弱,频率增加,相位角变化较小.当温度为30和40 时,相位角的频率依赖性较强,39第3期詹小丽等:基于动态力学分析的改性沥青黏弹性能研究随着频率增加,相位角降低较明显,这表明在低温时,沥青的黏弹性成分变化受频率的影响很大.在同一频率下,70#沥青的相位角随温度增加而增加,这表明70#沥青的损失模量与储存模量的比例随温度增加而增加,黏性成分逐渐增大,同时体现了沥青在所测温度和频率范围内为均相聚合物,没有出现相态分离.对于改性沥青,在30 时,相位角随频率先增加后减小,且在3H z附近出现峰值;在40~60 范围内,相位角随频率增加而增大,在高频处出现平台区,表明当频率较高时,相位角的频率依赖性减弱;在70~90 之间,相位角随频率增加先减小再增大,在低频区出现峰值,温度越高,峰值对应的频率值越大;当温度达到100 时,相位角随频率增大而减小,此时改性沥青相位角变化规律与沥青相位角变化规律相同.从沥青和改性沥青相位角随温度变化规律可以看出,在相同频率下,沥青的相位角随温度升高而增大,而改性沥青的相位角随温度的变化规律较复杂.在30~70 范围内,当频率较低时,温度越高,相位角越小,这表明改性沥青在此范围内网络结构较强,改性沥青的黏性流动能力减弱;当频率较高时,改性沥青的相位角随着温度升高而增大,当温度高于80 时,改性沥青的相位角变化规律与沥青相同.从改性沥青相位角随温度和频率的变化规律也可以得出改性沥青的相态结构的复杂性,这也表明改性沥青的相态结构对黏弹性能的影响较多,改性沥青结构的多相性导致了改性沥青的黏弹性能的复杂性.4 结论采用D MA对70#沥青及改性沥青的黏弹性能进行了研究,根据H an曲线、不同温度下的损失模量和相位角与频率的关系,对70#沥青及改性沥青的微观结构和黏弹性能进行分析.对于70#沥青,H an曲线不存在温度依赖性,这表明沥青在所测温度范围内为均相聚合物.对于改性沥青,在30~60 时,H an曲线不存在温度依赖性,但是在温度高于60 时,H an曲线存在温度依赖性,这也体现出改性沥青的相态结构的复杂性,因此,改性沥青属于多相聚合物.从改性沥青损失模量和相位角的变化规律可以得出,当改性沥青的相态结构出现分离时,损失模量的频率依赖性减弱,出现平台区,且相位角的变化规律与沥青不同,这也表明改性沥青的相态结构对其黏弹性能影响较大.改性沥青和沥青的相态结构不同也体现了它们的黏弹性能的区别.参考文献:[1] Bah i a H U,H anson D L,Zeng M,et a.l Charac teriza tion ofmod ified aspha lt bi nde rs in superpave m i x des i gn[R].W ashing t on D C:N ati onal Cooperati ve H i gh w ay R esea rchP rog ra m,N ationa lA cade m y P ress,2001:46 49.[2] Dongre,A ngelo D,R e i nke G erry.A ne w criter i on for s upe rpave h i gh temperature b i nde r specifica ti on[R].W ashing t on D C:TRB,T ranspo rtati on R esearch Board oft he N ati onal A cadem ies,2004:25 41.[3] Anderson D A,P lanche J,M a rtin D.Zero shear v i scosity ofasphalt b i 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重复蠕变
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U 1. ; 44 1
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i s wh c i ma e y nin o y rz o t ie l e d ih s d b a o p lme ie b a n d i n tp r sa y e lc c p l me d t n me s y e o tr tp b o k o oy r a i mo o r i n s
poes B o ie p a s t og ot t ee rcs S Sm df da hlj th u hcnr n — i s tu r s a p
tai n,s fe n ont ic st b e k n i t a d rto otnig p i ,v s o iy, ra i g pon n ea t t e o di e r a d a tr h n t f r l si y f mo f d f e n fe ,t e o afm c p i o i S di e d mi ig p o oto Ho v r h s BS mo f r a xn r p rin 1 i n J we e ,t e e
构, 不同的 S B比对基质沥青的改性有 明显 的不 同。在保证其 他条件 一致 的情况 下, 了更好 地利用 改性 沥青 , 出了沥青 / 为 提 路面可 以针对不 同的铺 筑需要有 目的地选 用不 同S B制备的 改性沥青 。 /
关 键词
道路工程
嵌段 比
动态力学试 验

S S改性 剂 B

要 为 了检验 S S聚合物 改性剂 中的嵌段 比 S B对改性沥青 的影响 , 实验 室用 不 同的 S B比 的 S S改性剂 与基 质沥 B / 在 / B
青配伍 , 得的试样 进行动态力学性能测试。通过试验发现 由于 S S中存在 的聚丁二烯( ) 对获 B B 和聚苯 乙烯( ) s 的两相分 离结
o i ee t kn s o / p o o in fr S S p l me f d f r n id S B r p r o o B y r f t o
fr se o g n e s y f rm t r l h l o y u a in od n u h it n i e i ,w i P lb td e e t o a a e
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