高性能瀝青路面裂縫修補材料的制備與性能研究.pdf

1、裂縫是瀝青路面的主要病害之一，裂縫的存在不僅影響行車的舒適性和安全性，而且路表雨水通過裂縫滲入基層，還將大大削弱路基的強度和穩(wěn)定性，使瀝青路面受到更嚴重的破壞。目前通常采用聚合物改性瀝青灌縫材料對裂縫進行修補，但是現(xiàn)有的裂縫修補材料與舊油面之間的低溫粘結(jié)力較低、低溫柔性和耐久性較差，在路面低溫收縮時容易出現(xiàn)修補材料與舊路面剝離脫落，重新產(chǎn)生裂縫，特別是在氣候寒冷、紫外線強的地區(qū)，瀝青路面的裂縫需要年年修補。本文通過對SBS接枝改性顯著提

2、高了SBS改性瀝青的粘結(jié)性、低溫柔韌性，并借助于有機化蒙脫土進一步改善了SBS改性瀝青的耐老化性能，制備出了性能優(yōu)良的SBS改性瀝青灌縫材料。主要研究成果如下： 采用溶液聚合法制備了不同接枝率（GD）的馬來酸酐接枝SBS（MAH-g-SBS）、丙烯酸接枝SBS（AA-g-SBS）和甲基丙烯酸甲酯接枝SBS（MMA-g-SBS）改性劑，通過傅立葉紅外光譜儀（FTIR）對接枝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行表征。以接枝SBS作為改性劑，制得了不同接枝率

3、的接枝SBS改性瀝青灌縫材料，研究了接枝率對接枝SBS改性瀝青灌縫材料的物理性能、力學性能、微觀結(jié)構(gòu)以及老化性能的影響。研究結(jié)果表明，隨著接枝率的增大，三種接枝SBS改性瀝青灌縫材料的低溫柔韌性和彈性恢復都得到顯著的提高。同時，MAH-g-SBS提高了改性瀝青灌縫材料的軟化點、粘度及針入度，MMA-g-SBS和AA-g-SBS改性瀝青灌縫材料隨接枝率的增大，軟化點和粘度稍有下降。 力學性能測試表明MAH、AA、MMA對SBS接枝

4、后，均能顯著提高SBS改性瀝青灌縫材料與舊路面之間的粘結(jié)強度，拉伸強度和低溫柔韌性也得到不同程度的提高。 長期熱氧老化試驗、薄膜烘箱老化試驗（TFOT）、壓力老化試驗（PAV）和長期紫外老化試驗（UV）對接枝SBS改性瀝青灌縫材料抗老化性能的研究結(jié)果表明，三種接枝SBS改性瀝青的抗老化性能均有一定程度的改善，其中MAH-g-SBS改性瀝青灌縫材料抗老化性能最好。這是由于接枝過程中，MAH、AA、MMA與SBS中的雙鍵發(fā)生化學反應

5、，減少了SBS中的C=C雙鍵數(shù)量，避免了SBS在熱氧作用下的斷鏈降解，因而提高了接枝SBS改性瀝青灌縫材料的耐老化性：而MAH在SBS分子鏈上以單分子接枝為主，相同接枝率時MAH-g-SBS中的雙鍵最少，故其耐老化性最好。 以物理性能和抗老化性優(yōu)良的MAH-g-SBS改性瀝青灌縫材料為基礎，分別加入抗氧化劑、紫外吸收劑和有機化蒙脫土來進一步提高灌縫材料的耐熱氧和光氧老化性能，結(jié)果表明抗氧化劑和紫外線吸收劑對耐老化性有一定的改善作

6、用，而有機化蒙脫土的改善作用最為有效。 X射線衍射（XRD）測試結(jié)果表明，有機化蒙脫土與SBS改性瀝青形成了剝離結(jié)構(gòu)的納米復合材料。剝離的有機化蒙脫土片層均勻地分散在SBS改性瀝青中，有效地阻止或減緩了氧氣在瀝青中的擴散，減少了SBS和瀝青分子鏈受攻擊的幾率，從而改善了SBS改性瀝青灌縫材料的耐熱氧和光氧老化性能。 參照國外試驗規(guī)范和國內(nèi)相關(guān)的試驗方法對制備的高性能SBS改性瀝青灌縫材料的性能進行了評價，試驗結(jié)果和實際