不同抗剥落剂的制备及其对沥青混合料的水稳定性能研究

发布时间：2018-01-13 14:02

  本文关键词：不同抗剥落剂的制备及其对沥青混合料的水稳定性能研究　出处：《湖南大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：沥青路面的早期水损坏是我国高速公路沥青路面早期病害的主要形式之一。这种损坏通常的表现是沥青从集料表面剥落,沥青混合料粘结力损失,路面强度和稳定性降低,伴之出现的各种病害,严重影响了路面的使用性与耐久性。因此研究沥青路面早期水损害的防治和预防措施具有重大的经济和社会意义。目前采取的措施主要是添加抗剥落剂。但现在市场常用的一些抗剥落剂的主要成分为胺类化合物,这类抗剥落剂热稳定性差,污染环境。因此,找到一种抗剥落剂效果更好、使用方便、更加环保、热稳定性更强、更经济实用的方法提高沥青路面的水稳定性具有非常重大的意义。偶联剂是一类具有特殊结构的有机化合物。在它的分子中有两个不同性质的官能团,即具有能与无机材料结合的基团和有与有机材料结合的基团。这种特殊的结构使无机材料和有机高分子材料两种性质差异很大的材料之间建立起具有特殊功能的“分子桥”。目前土木工程行业为了改善材料的性能和降低成本,也开始用各种偶联剂等材料来提高沥青混合料的抗剥落性能。本论文分别以合成的新型硅烷偶联剂和以不同偶联剂复配的形式,对沥青混合料的抗剥落性能进行研究。同时,将和偶联剂具有相似分子结构的PET塑料瓶降解产物添加到沥青混合料中,探讨了其对沥青混合料的抗剥落性能。首先,以硅烷偶联剂KH570和间苯二甲胺为原料,通过迈克尔加成反应合成了一种新的硅烷偶联剂。然后,用新合成的硅烷偶联剂改性玄武岩,采用IR、XPS、SEM等不同的分析测试方法探讨了硅烷偶联剂和玄武岩的界面反应机制,结果表明,新合成的硅烷偶联剂以化学键而不是以物理吸附的形式和玄武岩结合在一起;用新合成的硅烷偶联剂改性后的玄武岩吸水率为0.212%,明显低于未改性的玄武岩,表现出更好的疏水亲油性;用新合成的硅烷偶联剂改性后的玄武岩可以使沥青与集料的粘附性等级由未改性前的2级提高到5级;改性的较未改性的沥青混合料的马歇尔残留稳定度从71.74%提高到87.79%。其次,将硅烷偶联剂KH570和铝酸酯偶联剂DL411按1:1复配加入沥青中,探讨了不同抗剥落剂的最佳添加量以及在最佳添加量时沥青混合料的体积性能和抗剥落性能,同时对添加不同抗剥落剂的沥青混合料的各种性能做了对比研究,并且对其复配机理进行了初步研究。结果表明:当两种偶联剂复配的最佳添加量为0.4%,此时沥青混合料的马歇尔残留稳定度为85.56%,而分别用硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂的马歇尔残留稳定度为83.12%和80.25%。沥青混合料的水稳定性比只加单一偶联剂的效果要好。最后,使用过量乙二醇(EG),以醋酸锌为催化剂,在氮气保护下,对回收PET纤维进行解聚,分离提纯。探索了温度、反应时间和催化剂用量对降解产率的影响。采用红外、核磁和热重等分析测试方法对降解产物的结构和热稳定性进行了表征,并对不同添加量的降解产物对沥青混合料抗剥落性能进行了比较,结果表明:当醇解温度为196℃,反应时间为3 h,催化剂的用量为PET质量的0.6%时,醇解率达到最大;PET降解产物热稳定性很好,在沥青混合料的拌合过程中,温度为160℃时,不会分解失效;PET醇解产物在添加量为4%时,沥青混合料的马歇尔残留稳定度最好,达到90%。
[Abstract]:In order to improve the properties of asphalt mixture and to reduce the cost , it is very important to study the anti - stripping properties of asphalt mixture . The structure and thermal stability of the degradation products were characterized by IR , NMR and TG . The results showed that when the temperature of alcoholysis was 196 鈩，

本文编号：1419133