納米蒙脫土改性瀝青及瀝青混合料老化特性研究.pdf

1、隨著交通量、交通荷載的不斷增加,現(xiàn)代交通對瀝青混凝土路面的性能要求越來越高。提高瀝青的耐老化性能,延長瀝青混凝土路面的使用壽命是其中極為重要的一環(huán)。基于層狀硅酸鹽與聚合物形成的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)可有效改善聚合物的耐老化性能,本研究采用納米蒙脫土改性劑對瀝青進(jìn)行改性,制備納米蒙脫土改性瀝青,并分別對納米蒙脫土改性瀝青及其混合料的老化性能進(jìn)行深入研究,分析了納米蒙脫土粉末的摻入對瀝青及瀝青混合料的路用性能和抗老化性能的影響規(guī)律,為納米蒙脫土改性瀝

2、青在瀝青混凝土路面工程中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
　　 本論文首先采用三大指標(biāo)及粘度試驗(yàn)表征了蒙脫土對瀝青老化前后技術(shù)性能的影響,研究結(jié)果表明:當(dāng)蒙脫土摻量＜3％時(shí),隨著蒙脫土的加入,瀝青的軟化點(diǎn)和粘度增大,針入度減小,延度降低,蒙脫土對瀝青的高溫性能有明顯的改善作用;老化后,隨蒙脫土用量的增加,瀝青的軟化點(diǎn)增量及老化指數(shù)減小、殘留針入度比增大、殘留延度值增大,表明納米蒙脫土可以較好地改善瀝青的耐老化性能,且改性瀝青老化后的抗低溫

3、開裂性能提高。
　　 第二,溫度掃描和頻率掃描試驗(yàn)結(jié)果表明:老化使基質(zhì)瀝青90＃和蒙脫土改性瀝青的復(fù)合模量增加,相位角降低;與基質(zhì)瀝青相比,當(dāng)納米蒙脫土摻量＜3％時(shí),改性瀝青短期老化后具有較低的復(fù)合模量和較大的車轍因子,說明其具有良好的抗老化性能和高溫抗形變的能力;當(dāng)納米蒙脫土摻量增加到5％時(shí),能顯著減少瀝青老化過程中的硬化程度,有效改善瀝青的抗低溫開裂性能,其改善效果在低頻時(shí)表現(xiàn)較為明顯。
　　 第三,蠕變加載試驗(yàn)結(jié)果

4、表明:老化瀝青加載總變形隨著納米蒙脫土粉末摻量的增加而增加,5％層狀硅酸鹽蒙脫土的摻入能降低老化瀝青的勁度模量,即摻納米蒙脫土粉末能有效增強(qiáng)瀝青的抗老化性能;-10℃時(shí),瀝青老化后的剪切蠕變模量隨蒙脫土摻量的增加而減小,20℃時(shí),剪切蠕變模量隨蒙脫土摻量的增加而增加,表明摻蒙脫土能夠改善瀝青的低溫抗開裂性能和提高瀝青長期老化后的高溫抗剪性能。
　　 第四,3％摻量的納米蒙脫土改性劑顯著提高了老化后瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度、劈裂強(qiáng)

5、度、抗水損害性能和抗壓抗拉強(qiáng)度;在同樣的溫度條件下,瀝青混合料的間接拉伸破壞時(shí)間隨加載速率的增大而急劇減小,抗拉強(qiáng)度增大;在同樣的應(yīng)變加載速率下,瀝青混合料的間接拉伸強(qiáng)度隨溫度的升高而明顯降低。
　　 第五,瀝青混合料的疲勞壽命均隨著加載應(yīng)力的增加而降低,疲勞次數(shù)隨老化程度的增加而減小;經(jīng)納米蒙脫土改性后老化瀝青混合料的間接拉伸模量減小,老化程度降低;老化后,納米蒙脫土粉末改性瀝青混合料的疲勞次數(shù)大于基質(zhì)瀝青混合料的疲勞次數(shù),表