夏熱冬寒地區(qū)納米改性瀝青研究.pdf

1、延志吳高速公路地處于延安市,所經(jīng)地區(qū)為夏熱冬寒地帶,年平均溫度9.7℃,極端最高氣溫39.7℃,極端最低氣溫-28.5℃,非常容易使路面產(chǎn)生車(chē)轍與開(kāi)裂病害,對(duì)于瀝青混合料的高溫和低溫性能均提出了很高的要求。傳統(tǒng)的瀝青材料很難同時(shí)滿足抵抗車(chē)轍和開(kāi)裂的性能,尤其是對(duì)于夏熱冬寒地區(qū)更為突出。因此,本文采用納米材料/聚合物復(fù)合改性瀝青來(lái)同時(shí)提高瀝青高溫抵抗車(chē)轍,低溫抵抗縮裂的能力,使之適用于高、低溫環(huán)境下的路面地區(qū),具有非常重要的實(shí)際意義。

2、r>　　首先,本文初選納米A、納米B、納米C、納米D、納米E五種納米材料,采用適宜的活化劑對(duì)其表面進(jìn)行活化改性,通過(guò)親油化度試驗(yàn)及紅外光譜研究活化劑對(duì)不同無(wú)機(jī)納米粒子材料表面活化改善效果的影響。親油化度測(cè)試納米粒子表面修飾前后的結(jié)果表明,每種納米粒子表面的親油化度程度都得到提高;紅外光譜分析表明,活化劑已通過(guò)化學(xué)鍵接到了無(wú)機(jī)納米粒子的表面,證明活化劑對(duì)納米材料表面改性是有效可行的。
　　其次,采用攪拌+高速剪切的方法分別制備納米改

3、性瀝青與聚合物改性瀝青,通過(guò)常規(guī)指標(biāo)對(duì)納米材料及聚合物進(jìn)行比選,篩選出性能較優(yōu)的改性劑。以同樣的制備工藝,采用三因素正交試驗(yàn)及兩因素互補(bǔ)試驗(yàn)方案制備納米/聚合物復(fù)合改性瀝青,分別用極差分析法和對(duì)比法篩選出兩種方案的各種改性劑最佳組合。對(duì)每種組合采用性能、造價(jià)綜合對(duì)比分析,比選出最佳的納米復(fù)合改性瀝青,有3％A+0.5%C+3.7%SBS、5%B+1%C+3%SBR、3%A+4%SBR、5%B+4%SBR、5%A+4.2%SBS。

4、　　然后,對(duì)比選出的納米復(fù)合改性瀝青進(jìn)行老化性能、DSR、BBR、離析試驗(yàn)研究。在老化性能試驗(yàn)中,采用質(zhì)量損失、針入度比、延度對(duì)納米復(fù)合改性瀝青的抗老化性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。DSR試驗(yàn)通過(guò)復(fù)變剪切模量G*、相位角δ和車(chē)轍因子G*/sinδ評(píng)價(jià)納米復(fù)合改性瀝青的高溫性能;BBR試驗(yàn)采用彎曲蠕變勁度模量S和蠕變曲線的斜率m兩個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)納米復(fù)合改性瀝青低溫抗裂性能。從而終選出適合夏熱冬寒地區(qū)的三種納米復(fù)合改性瀝青,為3%A+0.5%C+3.7%SB

5、S、5%B+4%SBR、5%A+4.2%SBS,研究表明無(wú)論抗老化性能還是高、低溫性能都得到了顯著提高。同時(shí)對(duì)終選的納米復(fù)合改性瀝青進(jìn)行離析試驗(yàn)分析,表明經(jīng)過(guò)表面活化的納米材料的加入可以明顯改善復(fù)合改性瀝青的相容性。
　　最后,通過(guò)掃描電鏡和熒光顯微鏡直接觀測(cè)終選的納米復(fù)合改性瀝青中納米和聚合物改性材料在瀝青中的分布狀態(tài)以及與瀝青兩者間的界面結(jié)合情況,用紅外光譜儀分析納米復(fù)合改性瀝青微觀改性機(jī)理。同時(shí)研究納米材料和聚合物加入到基質(zhì)