抗紫外线温拌沥青的研制

发布时间：2017-05-26 19:19

  本文关键词：抗紫外线温拌沥青的研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国高原地区的紫外辐射比较强烈,这种紫外辐射能够对沥青等高分子物质造成强烈的老化作用,使沥青变脆、耐疲劳性能变低,严重影响到了沥青路面服役的耐久性和安全性。因此高原地区的沥青路面建设中应采取一定的抗紫外线辐射措施,而开展抗紫外线辐射的沥青及路面研究也具有显著的的实际工程意义；同时高原地区气候温度比较低,温度变化落差大,施工季节短,施工不便,限制了普通沥青路面的正常季节施工。基于此,为提高高原地区沥青路面的耐久性,落实环境保护和绿色公路的方针政策,本文重点研究一种抗紫外老化的改性沥青技术,以及利用温拌技术改善沥青路面施工和易性、延长施工季节的技术措施。论文重点研究了紫外老化对沥青的性能影响,并选择3种抗紫外外加剂进行抗紫外沥青的研制。首先,根据高原地区紫外强度试制了紫外老化模拟箱,选用黑光高压汞灯作为紫外光源,对SBS沥青进行4天的紫外老化,通过常规指标试验、动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪和红外光谱仪检测紫外辐射对沥青的老化影响。其次,选用3种抗紫外剂掺加到沥青胶结料中,研究抗紫外剂本身对原样沥青的影响。之后,将掺加了抗紫外剂的沥青胶结料放入紫外模拟箱中老化,研究抗紫外剂的抗紫外作用。使用Design-Expert软件设计试验,按照试验程序选择最优的抗紫外剂配比。最后,探讨Sasobit和Leadcap两种温拌剂对沥青以及沥青混合料路用性能的影响,以选择合适的温拌剂,提出一种适用于抗紫外老化沥青的温拌剂添加技术。研究发现,紫外光老化使沥青胶结料的布氏黏度增大,但对软化点影响不明显；随着老化时间的增长,紫外辐射增大了沥青胶结料的复数模量,降低材料的黏弹性分布比例；同时紫外老化能降低沥青胶结料的蠕变速率,增大蠕变劲度,对沥青胶结料的低温抗开裂性能产生劣化影响。从红外光谱试验来看,沥青的羰基吸收峰面积增大,亚砜官能团先增多后减少,都反映了沥青胶结料的老化程度随紫外辐射时间增长而加深。论文对抗紫外添加剂的选择研究表明：屏蔽剂A使沥青胶结料的软化点升高,增强高温稳定性,黏度增大,增强抗流动变形能力,增大车辙因子,对高温抗车辙有积极作用。屏蔽剂B与A的作用基本相似,但效果不如屏蔽剂A明显。而抗紫外吸收剂表现出与两种屏蔽剂相反的影响：吸收剂降低了沥青胶结料的软化点和布氏黏度,并且随掺量的增加车辙因子减小。低温方面,在1%-3%掺量时,屏蔽剂A与B均增大蠕变劲度使胶结料脆性明显,而吸收剂减小蠕变劲度的同时,增大了蠕变速率使胶结料的抗开裂能力增强。DSR试验表明,在紫外辐射对高温性能的影响方面,屏蔽剂A在1%掺量就表现出良好的抗紫外效果,屏蔽剂B掺量达到3%时,复数模量曲线接近与原样沥老化4天的数据,当掺量为1%时,吸收剂的降模量幅度就已大于紫外老化作用增加幅度。BBR试验表明,紫外线对胶结料低温性能影响方面,屏蔽剂A与B没有表现改善作用,反而随着掺量的增大蠕变速率m进一步减小。而当掺量为2%时,吸收剂低蠕变劲度S的幅度就已经大于紫外老化造成增加幅度。在对比上述添加剂对沥青性质影响的基础上,论文通过Design-Expert软件设计的比优选试验程序,最后选择抗紫外沥青的各组分含量为：SBS沥青96%,屏蔽剂A0.8%,屏蔽剂B占3%,吸收剂占0.2%。通过对温拌剂的对比试验认为温拌剂Leadc比Sasobit更适合用于高寒地区,Leadcap温拌沥青混合料有更优秀的低温抗裂性,以借鉴利用在抗紫外改性沥青的应用实践中。
【关键词】：抗紫外沥青 紫外老化 温拌沥青 红外光谱 动态流变剪切仪 弯曲梁流仪
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 概述11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 沥青抗紫外老化研究现状12-14
• 1.2.1 紫外线对沥青的老化作用研究现状12-13
• 1.2.2 抗紫外功能的实现与研究现状13-14
• 1.3 紫外老化对沥青路面性能的影响14-16
• 1.3.1 沥青老化和路面病害的关系14
• 1.3.2 紫外老化的主要特点14-16
• 1.4 研究内容与技术路线16-19
• 1.4.1 主要研究内容16-18
• 1.4.2 技术路线18-19
• 第2章 试验准备及原材料评价19-28
• 2.1 原材料的准备及检测评价19-24
• 2.1.1 SBS改性沥青19-21
• 2.1.2 抗紫外添加剂21-24
• 2.1.3 温拌剂24
• 2.2 紫外环境的模拟24-27
• 2.2.1 紫外环境模拟箱的研制24-25
• 2.2.2 紫外光强度检测及其分布25-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 紫外线对沥青老化性质的影响研究28-41
• 3.1 试验方法28-31
• 3.1.1 紫外线模拟老化试验28-29
• 3.1.2 物理性质检测方法29-31
• 3.2 紫外光老化对沥青物理性质的影响31-35
• 3.2.1 软化点和布氏黏度31
• 3.2.2 动态剪切流变仪试验31-35
• 3.2.3 弯曲梁流变仪试验35
• 3.3 紫外光老化对沥青化学组成的影响35-40
• 3.3.1 红外光谱试验35-37
• 3.3.2 沥青基团特征的变化37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 添加剂对SBS沥青性质及老化过程的影响41-70
• 4.1 添加剂对SBS改性沥青物理性质的影响41-50
• 4.1.1 常规指标试验41-43
• 4.1.2 动态剪切流变仪试验43-48
• 4.1.3 弯曲梁流变仪试验48-50
• 4.2 抗紫外添加剂的抗老化效果分析50-64
• 4.2.1 屏蔽剂A的效果51-56
• 4.2.2 屏蔽剂B的效果56-60
• 4.2.3 吸收剂的效果60-64
• 4.3 抗紫外添加剂掺量选择研究64-68
• 4.3.1 Design-Expert与试验方案64-66
• 4.3.2 抗紫外添加剂掺量优化66-68
• 4.4 本章小结68-70
• 第5章 温拌剂的选择70-76
• 5.1 温拌剂对沥青胶结料的影响70-71
• 5.1.1 常规指标70
• 5.1.2 黏温曲线70-71
• 5.2 两种温拌沥青混合料设计及路用性能71-75
• 5.2.1 原材料指标试验71-72
• 5.2.2 混合料的级配设计72-73
• 5.2.3 确定混合料的成型温度73-74
• 5.2.4 温拌沥青混合料的路用性能74-75
• 5.3 本章小结75-76
• 第6章 结论与展望76-78
• 6.1 主要结论76
• 6.2 展望76-78
• 参考文献78-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈鸿毅;李平;胡雨铭;;抗紫外光老化剂对民用机场沥青道面用沥青性能的影响[J];西安工业大学学报;2015年06期

2 高丽;徐松;李玉环;马庆丰;薛理辉;余剑英;;LDHs/紫外吸收剂复合改性对沥青性能的影响研究[J];武汉理工大学学报;2015年01期

3 王俊岭;文龙;李郑;李国伟;王雄虎;;布敦岩沥青改性沥青抗紫外老化性能试验研究[J];施工技术;2014年13期

4 马占旭;;低碳交通新理念下温拌沥青混合料的设计与施工[J];青海交通科技;2014年01期

5 蔡莉莉;;利用多应力重复蠕变恢复(MSCR)方法评价改性沥青胶结料高温性能[J];石油沥青;2013年06期

6 贾逸勤;;机场沥青道面用基质沥青紫外光老化特性[J];中外公路;2013年05期

7 杨兴;邱天;程健;杜妮;;SBS改性沥青紫外老化研究[J];化学与生物工程;2013年10期

8 何东坡;李欣;姜利;;纳米TiO_2晶体类型对沥青抗紫外老化性能影响的研究[J];中外公路;2013年02期

9 肖鹏;吴美平;周鑫;;TOR橡胶沥青流变性能试验[J];江苏大学学报(自然科学版);2012年04期

10 李变华;刘其城;贺平均;;复配抗紫外光老化剂对改善沥青光老化性能的影响[J];长沙理工大学学报(自然科学版);2012年01期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 冯振刚;紫外光吸收剂对沥青性能的影响及其作用机理研究[D];武汉理工大学;2013年

2 单丽岩;基于粘弹特性的沥青疲劳—流变机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 王佳妮;模拟紫外环境下沥青流变行为及老化机理的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

4 庞凌;沥青紫外光老化特性研究[D];武汉理工大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 姚婷婷;紫外吸收剂/LDHs改性沥青的制备与性能研究[D];武汉理工大学;2014年

2 李凯涛;镁锌基水滑石在耐紫外老化沥青中的应用及其清洁工艺制备研究[D];北京化工大学;2013年

3 黄芸;沥青路面紫外防护涂料的制备与性能研究[D];武汉理工大学;2011年

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本文编号：397865