多聚磷酸复合改性沥青流变特性及混合料路用性能研究

发布时间：2020-05-20 16:31

【摘要】：多聚磷酸(PPA)作为一种道路沥青改性剂,添加至沥青中能够较好的改善沥青高温稳定性及抗疲劳性能,由于其制备工艺简单、价格低廉,近年来受到国内外大量学者的关注。然而,当前由于多聚磷酸改性沥青在低温稳定性方面存在的劣势,以及缺乏对其技术性能及改性机理进行系统的研究,使其在国内应用受限。本文从沥青粘弹性流变、改性机理以及室内混合料性能等角度出发,针对多聚磷酸(PPA)/SBS复合改性沥青以及多聚磷酸(PPA)/橡胶粉(Crumb rubber)复合改性沥青开展流变粘弹特性、改性机理及混合料路用性能研究。基于多聚磷酸改性沥青在低温稳定性方面存在的问题,采取在低掺量2.8%SBS改性沥青和18%橡胶粉(Crumb rubber)改性沥青中添加不同掺量的PPA,并在高速剪切环境下制备PPA/SBS以及PPA/橡胶粉复合改性沥青。通过老化前后沥青三大指标、DSR、BBR流变及红外光谱试验对老化前后复合改性沥青高温粘弹性能、低温蠕变特性、抗疲劳性能及改性机理进行分析,研究老化前后PPA/SBS复合改性沥青和PPA/橡胶粉复合改性沥青粘弹特性。结果表明:PPA的加入对PPA/SBS和PPA/橡胶粉复合改性沥青高温稳定性以及蠕变恢复性能提升幅度较大,且PPA/SBS复合改性沥青高温稳定性明显优于PPA/橡胶粉复合改性沥青;对低温性能有一定的削弱,但PPA/橡胶粉复合改性沥青的低温稳定性依然优良,且优于5%SBS改性沥青和PPA/SBS复合改性沥青。在改性机理方面,红外光谱图像显示在多聚磷酸吸收峰处出现较弱吸收峰,且在其他位置出现强弱明显的特征吸收峰,表明PPA的加入既与沥青发生化学反应,也存在一定的物理共混,因而提高了沥青的高温稳定性和抗老化特性。综合分析,得到PPA在PPA/SBS以及PPA/橡胶粉复合改性沥青中较适宜掺量范围分别0.8~1.2%和1.2~1.6%。选取1.2%PPA/SBS、1.6%PPA/橡胶粉、基质以及5%SBS改性沥青制备混合料,通过常规性能试验及四点弯曲疲劳试验验证PPA复合改性沥青在混合料路用性能方面的实际表现。结果表明:PPA的加入能够较好的提升混合料高温性能和疲劳性能、对其低温和抗水害性能有一定的削弱,但是PPA/SBS以及PPA/橡胶粉复合改性沥青混合料,在最佳掺量下的低温稳定性和抗水害性能高于规范要求,具有良好的路用性能。
【图文】：

多聚磷酸与沥青的化学反应示意图

本文技术路线图
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U414

【参考文献】

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本文编号：2672893