不同紫外强度下耐老化沥青性能与适用性研究

发布时间：2019-08-14 08:47

【摘要】：沥青的老化会严重降低路面的使用性能和寿命,紫外光老化是沥青老化的一个重要影响因素。同时不同地区紫外线强度差别很大,对路面沥青胶结料的危害程度也不同。因此有必要围绕增强沥青的耐老化性能以及不同紫外强度下,耐老化沥青的适用性开展研究。本文选取镁铝基层状双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)、蒙脱土、炭黑三种紫外阻隔材料对沥青改性,制备了耐老化沥青,研究其耐老化性能。并对不同紫外强度等级下,耐老化沥青的适用性进行了研究。首先,对耐老化沥青性能进行了研究。结果表明:紫外阻隔材料的掺入会使基质沥青物理性能有所下降。紫外老化后,与基质沥青相比,耐老化沥青软化点增量减小、残留针入度比增加、延度保留率增加、复合模量减小,相位角增加,疲劳因子减小。化学性能测试结果表明:紫外阻隔材料的掺入,降低了沥青紫外老化过程中,羰基、亚砜基、沥青质的生成速率。其中LDHs对沥青耐老化性能改善效果最好,炭黑相对较差。然后,对不同典型紫外强度下沥青的性能指标进行了研究。采用灰关联分析的方法比较了各性能指标和沥青紫外老化程度的相关性,结果表明15℃延度和疲劳因子与沥青紫外老化程度的关联度最高。研究了五个典型区域紫外强度下,沥青性能变化规律,结果表明:五区到四区紫外强度区间,沥青性能变化不大,四区到一区紫外强度区间,沥青性能随着紫外线强度的增加,耐老化性能逐步降低。因此建议将五区和四区合并为一个等级,并在四区到一区之间划分三个不同的紫外强度等级。最后,对四个典型紫外强度等级下,耐老化沥青的适用性进行了研究。结果表明:等级Ⅰ紫外强度等级下,三种紫外阻隔材料都可以用于提高沥青的耐紫外老化性能,建议掺量在1wt%左右;等级Ⅱ紫外强度等级下,建议采用LDHs或者蒙脱土,掺量不超过3wt%;等级Ⅲ紫外等级强度下,建议将LDHs用于提高沥青耐紫外老化性能,掺量在3wt%左右。等级Ⅳ紫外强度等级下,建议采用LDHs制备耐老化沥青,掺量高于3wt%。
【图文】：

分子结构图,分子结构,双羟基,复合金属

图 1-1 LDHs 分子结构]研究了层状双羟基复合金属氢氧化物(简称 LDHs)的加入 LDHs 的方式来提高沥青的抗紫外老化性能。，成功制备出具有良好相容性和储存稳定性的 LDH

分子结构图,蒙脱土,分子结构

武汉理工大学硕士学位论文9图1-2 蒙脱土分子结构层状硅酸盐添加进沥青中，提高沥青的抗老化能力，是近些年来的研究热点。李斌[52]进行了有机化蒙脱土改性沥青的制备研究，发现在不同掺量下有机化蒙脱土与沥青形成不同的结构。有机化蒙脱土的掺入改善了沥青抗热氧短期老化的能力。在相同的紫外老化条件下，，有机化蒙脱土改性沥青各项基本物理指标都比未改性沥青要好。与插层型纳米复合结构相比，剥离型有机化蒙脱土改性沥青具有更优良的抗热氧和抗紫外老化性能。Molenaar[53]等人在基质沥青中掺入纳米粘土，对其三大指标，高低温流变性能进行测试，并利用X射线衍射法分析改性后沥青微观组成结构，结果表明改性后的沥青具有更优异的性能。Jahromi[54]利用动态剪切流变仪从流变学角度分析了纳米粘土改性沥青，发现粘土的掺入，提高了沥青的高温抗车辙能力和劲度模量
【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】