SBS改性沥青重复老化与再生研究

发布时间：2018-01-22 13:02

本文关键词： SBS改性沥青重复老化与再生再生剂物理性能流变性能化学结构微观结构　出处：《武汉理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：SBS改性沥青受到氧气、温度、紫外线等作用会发生老化,导致采用其铺筑的路面产生多种病害,需要对其养护维修,由此会产生大量的废旧SBS改性沥青混合料。老化SBS改性沥青的再生可以使废旧SBS改性沥青混合料获得再利用,但再生SBS改性沥青也会发生老化,采用其铺筑的路面达到一定服役年限后,会再次产生废旧SBS改性沥青混合料。由于路面建设所需要的道路材料如沥青、石料等均是不可再生资源,因此老化SBS改性沥青的重复再生利用研究对更好地解决由废旧SBS改性沥青混合料产生的环境与资源问题至关重要。本文通过压力老化(PAV)、紫外老化(UV)和长期热氧老化方式,分别制备了老化SBS改性沥青,并采用普通再生剂(CR)与两种反应型SBS改性沥青再生剂(RRA、RRB)对不同老化方式制备的老化SBS改性沥青再生,并采用相同的方法对其进行二次老化与再生以及三次老化与再生,制备了重复老化SBS改性沥青(CR-A-SMB、RRA-A-SMB与RRB-A-SMB)与重复再生SBS改性沥青(CR-R-SMB、RRA-R-SMB与RRB-R-SMB),研究了重复老化与再生对SBS改性沥青的物理性能、流变性能、化学结构和微观结构的影响。主要研究结论如下:(1)SBS改性沥青分别经过PAV老化、UV老化与长期热氧老化后,其相应的物理性能均表现为针入度、延度与软化点降低,而粘度增大,其中延度下降尤为明显,分别由28.5 cm降低至1.2 cm,3.4 cm和3.3 cm。(2)在三种老化条件下,重复老化与重复再生分别使CR-A-SMB与CR-R-SMB的物理性能迅速变差,尤其是延度,如在PAV老化条件下采用CR制备的老化二次与老化三次SBS改性沥青的延度分别为0.3 cm与0 cm,采用CR制备的再生一次、二次和三次SBS改性沥青的延度分别是9.1 cm、0.9 cm和0.1 cm,即CR在SBS改性沥青再生二次时,对其延度已经没有恢复作用。(3)与CR-A-SMB与CR-R-SMB相比,在三种老化条件下RRB-A-SMB与RRB-R-SMB在重复老化与重复再生的过程中均能够保持较好的物理性能。其中RRB在此过程中对延度的恢复作用更为明显,如在UV老化条件下,采用RRB制备的老化二次与老化三次SBS改性沥青的延度分别为10.9 cm与6 cm,采用RRB制备的再生一次、二次和三次SBS改性沥青的延度分别是34.8 cm,28.2 cm和16 cm,即便老化SBS改性沥青被再生二次,其延度依然能够达到新鲜SBS改性沥青的延度水平。(4)在PAV和UV老化条件下,RRB均能比CR更有效地恢复老化SBS改性沥青的流变性能。CR-A-SMB与CR-R-SMB的流变性能分别随着重复老化、再生次数的增加而迅速变差,极易发生低温疲劳开裂。而RRB-A-SMB与RRB-R-SMB的流变性能则保持的较好,从而避免了容易发生低温疲劳开裂的情况。(5)FTIR分析表明:SBS改性沥青老化后,SBS中的C=C发生断裂并被氧化生成C=O化合物。采用RRB对老化SBS改性沥青再生,RRB中的环氧基团化合物与SBS改性沥青中的SBS氧化产物(如羧基等)发生了反应生成酯。与CR-A-SMB、CR-R-SMB相比,RRB-A-SMB、RRB-R-SMB在重复老化与再生过程中形成了较少的C=O和S=O,并保持了较多的C=C,这表明RRB与SBS氧化产物之间的反应在一定程度上恢复了SBS网络结构从而使SBS在重复老化过程中的降解程度减轻。(6)荧光显微镜观察进一步证明:RRB与SBS氧化产物之间发生了反应从而使断裂的SBS分子链段之间发生交联形成细而密的SBS网络结构,使破损的SBS网络结构获得一定程度的恢复,而CR却对老化SBS改性沥青的微观结构没有明显的恢复作用。重复老化使RRB-A-SMB中的沥青相与SBS相之间的相容性提高,RRB-R-SMB中的SBS网络结构在重复再生过程中逐渐减少,但即便老化SBS改性沥青被RRB重复再生三次后,其微观结构中依然保持一些SBS网络结构。
[Abstract]:SBS modified asphalt ( SBS - A - SMB , RRA - A - SMB and RRB - R - SMB ) was prepared from SBS modified asphalt . Compared with CR - A - SMB and CR - R - SMB , RRB - A - SMB and RRB - R - SMB had better ductility than CR - A - SMB and CR - R - SMB . ( 6 ) The observation of fluorescence microscope further proves that the reaction between RRB and SBS oxidation product leads to the formation of fine and dense SBS network structure between the broken SBS molecular chains , which makes the damaged SBS network structure recover to a certain extent , but CR has no obvious recovery effect on the microstructure of aged SBS modified asphalt . The repeated aging makes the SBS network structure in RRB - A - SMB be gradually reduced in the process of repeated regeneration , but even after the aged SBS modified asphalt is regenerated three times by RRB , some SBS network structure is still maintained .

【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U414

【参考文献】