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基于AFM的沥青性能与官能团之间的关系

发布时间:2018-02-10 16:40

  本文关键词: 沥青老化 定量分析 纳米形态 粘附力 官能团 出处:《苏州科技大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:沥青混合料路面在施工期间和使用过程中由于受到雨水、日照和荷载等因素的作用,容易发生老化,影响沥青路面的使用寿命,尤其是OGFC-13沥青混合料路面。本文对不同老化程度的基质沥青、SBS改性沥青和OGFC-13沥青混合料抽提出的沥青,进行微观特性(纳米形貌、粘附力和官能团等)分析和定量表征,探究其内在联系和老化机理。对不同老化程度的基质沥青、SBS改性沥青和OGFC-13沥青混合料抽提出的沥青,进行原子力显微镜和红外光谱等测试,定量表征沥青微观形态(“蜂状结构”的数量、平均面积、最大面积、波长、波峰和高度图均方根粗糙度等)、相、粘附力、羰基指数、亚砜基指数和丁二烯基指数。同时,对沥青分子量的老化机理进行定量分析。结果表明:(1)沥青“蜂状结构”形态特征由波峰和波谷构成,沥青老化后,单个“蜂状结构”波长、半峰宽、波峰(波谷)高度和面积等尺寸均有不同程度的增加;(2)老化影响沥青的纳米力学性能,沥青表面不同的微区可能具有不同的粘附力,其中“蜂状结构”粘附力最低;(3)老化引起沥青羰基和亚砜基等含氧官能团含量增加,并促使SBS改性剂老化降解;(4)OGFC-13沥青混合料所用的矿粉和木质素纤维在1030cm-1附近均出现了明显的特征峰,而波数在1700cm-1附近和966cm-1附近均没有明显的特征峰出现;(5)沥青官能团的化学特性变化与微观形态等变化有良好关系;(6)OGFC-13沥青混合料老化后,沥青中的大分子粒径比例增加,小分子粒径比例减小,沥青中的大分子粒径比例和小分子粒径比例与官能团化学特性及微观形态等因子之间具有良好关系。
[Abstract]:Due to the effect of Rain Water, sunshine and load on asphalt mixture pavement during construction and use, it is easy to aging and affect the service life of asphalt pavement. Especially for OGFC-13 asphalt mixture pavement. In this paper, the microcosmic properties (nano-morphology, adhesion and functional groups) of the bitumen extracted from the asphalt mixture of OGFC-13 modified asphalt and OGFC-13 asphalt mixture with different aging degree were analyzed and quantitatively characterized. The internal relation and aging mechanism were studied. The bitumen extracted from the asphalt mixture of OGFC-13 and OGFC-13 was tested by atomic force microscope (AFM) and infrared spectroscopy (FT-IR). Quantitative characterization of the number, average area, maximum area, wavelength, peak and height map RMS roughness, phase, adhesion, carbonyl index, sulfoxide index and butadienyl index of bitumen ("bee like structure"). The aging mechanism of asphalt molecular weight is quantitatively analyzed. The results show that the "bee structure" of asphalt is composed of wave peaks and troughs. After asphalt aging, the single "bee structure" wavelength and the half peak width are obtained. Wave peak (trough) height and area are increased in different degrees) aging affects the nano-mechanical properties of asphalt, and different micro-areas on the surface of asphalt may have different adhesion. The content of oxygen-containing functional groups such as carbonyl group and sulfoxide group increased due to the aging of "bee like structure". The results show that the mineral powder and lignin fiber used in the SBS modifier can degrade the mineral powder and lignin fiber in 1030cm ~ (-1), and the characteristic peaks appear in the vicinity of 1030cm ~ (-1). However, there is no obvious characteristic peak in the vicinity of 1700cm-1 and 966cm-1. There is a good relationship between the changes of the chemical properties of the functional groups and the changes of the microscopic morphology. After aging, the particle size ratio of the macromolecules in the asphalt increases. The particle size ratio of small molecule decreases, and the ratio of macromolecule diameter and small molecule particle size in asphalt has a good relationship with the chemical properties of functional groups and micromorphology.
【学位授予单位】:苏州科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U414

【参考文献】

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本文编号:1500965

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