SBS改性生物沥青及其混合料路用性能的研究

发布时间：2020-09-18 17:18

【摘要】：石油沥青是石油加工过程中的产品,因此石油沥青也是不可再生资源,由于我国交通运输行业的迅速发展,有大量的高等级公路亟待修建,因此将耗费大量的石油沥青,这与我国所倡导的节约不可再生资源的绿色环保理念不符,因此急需找到一种可再生、储量大、绿色环保并且能够完全代替或部分代替石油沥青的筑路材料。本文采用以木屑为原材料,经快速热裂解技术制得的生物油作为石油沥青的替代品。本文旨在用部分生物油来替代石油沥青以达到节约不可再生能源的目的,但是生物油的掺入会影响石油沥青的性能,因此难以应用于实际工程当中。本文采用掺加SBS改性剂的方式来提高生物沥青以及混合料的性能。为了探究SBS改性生物沥青及其混合料的路用性能,本文首先通过沥青二大指标试验来选择生物沥青及SBS改性生物沥青的制备工艺,其次,利用针入度、软化点、延度、旋转粘度及感温性能等试验来选择合理的生物油掺量,通过对试验结果的分析本文最终选择40%的生物油掺量来进行生物沥青的改性研究,然后通过沥青三大指标试验、旋转粘度试验及储存稳定性试验来选择合理的改性剂掺量,最终通过试验结果分析选择的SBS掺量为5%。利用合理的生物油掺量及改性剂掺量制备改性生物沥青,记作“40%改性生物沥青”,将“40%改性生物沥青”,“10%改性生物沥青”,“10%生物沥青”作为研究对象,通过沥青常规性能、感温性能、老化性能及粘附性能等试验来探究不同生物油掺量对改性生物沥青性能的影响以及改性剂的掺加对生物沥青性能的影响,最终对试验结果分析可知,生物油掺量的增加使得改性生物沥青常规性能及耐老化性能下降,而改性剂的掺加可以明显提高生物沥青的性能。最后,利用马歇尔试验对改性生物沥青混合料进行配合比设计,然后对改性生物沥青混合料进行高温性能试验、低温性能试验、水稳定性能试验以及耐老化性能试验,通过试验结果发现,生物油掺量增加对改性生物沥青混合料各项性能均产生不利影响,对混合料高温性能及水稳定性能影响较小,而对其低温性能影响较大,对短期老化后的混合料性能影响较小,而对长期老化后的混合料性能影响较大。改性剂的掺加可提高生物沥青混合料的各项性能。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U414
【图文】：

图１－１技术路线图逡逑

利用木屑制成生物油可以达到废物再利用的目的，因此本研究采用以木屑为原材料制得逡逑的生物油进行研究。该生物质重油是经快速热裂解技术加工制成的，常温下呈膏状，颜逡逑色呈黑色，外观与石油沥青较为相似（如图２－１）。逡逑图２－１生物质重油逡逑基质沥青、生物质重油三大指标按《试验规程》ＵＴＧＥ２０－２０１１）中规定方法进行逡逑测试，具体试验结果见表２－１。逡逑表２－１生物质重油、基质沥青三大指标逡逑生物质重油逦基质沥青逡逑指标逦试验结果逦指标逦试验结果逡逑针入度（２５°Ｃ）邋／（０．１ｍｍ）逦１６３．３逦针入度（２５°Ｃ）邋／（０．１ｍｍ）逦８３．７逡逑软化点（环球法）／°Ｃ逦４４．５逦软化点（环球法）／°Ｃ逦４７．１逡逑延度（１５°Ｃ）／ｃｍ逦１７．５逦延度（１５°Ｃ）邋／ｃｍ逦＞１００逡逑通过表２－１生物质重油与基质沥青三大指标的对比发现，生物质重油的针入度及延逡逑度指标与９０号基质沥青规范要求偏差较大，其中生物质重油的延度值较小，因此将生物逡逑质重油掺入基质沥青中可能会对其塑性变形能力造成不利影响，而生物质重油软化点值逡逑与９０号基质沥青规范值较为接近，生物油掺入到基质沥青中可能对基质沥青的高温性能逡逑不会产生明显影响。逡逑－８－逡逑

性产生影响，从而沥青四组分分析方法与沥青的路用性能具有较密切的联系，因此对于逡逑沥青化学组分的研宄道路工程中普遍采用四组分的分离方法。逡逑沥青的四组分试验过程繁琐，耗时长，只休试验步骤见图２－２。本研宄旨在通过沥青逡逑四组分试验对基质沥青及生物质重油进行分离，并依据分离结果来对比分析基质沥青与逡逑生物质重油在化学组成上的相似和不同之处。逡逑、逦＇逦＼逦ｌｕｓｍｓｉｍｉｔｍ邋＇ｎ，—逡逑＿邋．卜痛唾逡逑（ａ）活化氧化铝逦（ｂ）正庚烷脱芳烃逦（ｃ）分离沥青质逦（ｄ）冲洗饱和分逡逑＿邋ｈ■基；＾逡逑（ｅ）冲洗芳香分逦（ｆ）冲洗胶质逦（ｇ）沥青质、饱和分、芳香分、胶质逡逑图２－２四组分试验步骤逡逑基质沥青与生物质重油四组分试验结果见表２－２。逡逑表２－２基质沥青、生物质重油四组分试验结果逡逑＇黯质邋饱和分邋芳乔分邋Ｍ邋＋溶杂质逡逑沥青种类逦逦逡逑蓰质沥青逦１１．４逦５０．７逦３１逦６．９逡逑生物质ｆｔ汕逦丨２．５逦６．７逦３．６逦丨．３逦７５．９逡逑－９－逡逑

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 张平;杨侣珍;;基于表面能理论的沥青与集料粘附及剥落机理分析[J];公路工程;2013年04期

2 吕少伟;王海峰;;沥青混合料热老化试验研究[J];公路交通科技(应用技术版);2012年09期

3 胡家波;时华彬;梁奉铎;王林;;抗车辙剂沥青混合料路用性能试验研究[J];石油沥青;2012年03期

4 李宁利;赵新坡;李铁虎;裴建中;;复合改性沥青的抗老化性能研究[J];河北工业大学学报;2010年06期

5 郑典模;屈海宁;孙云;;地沟油催化裂解制备生物燃油[J];南昌大学学报(工科版);2010年03期

6 万益琴;王应宽;林向阳;刘玉环;陈灵;李叶丛;阮榕生;;微波裂解海藻快速制取生物燃油的试验[J];农业工程学报;2010年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 郑锐;橡胶颗粒沥青混合料开发及耐久性研究[D];重庆交通大学;2018年

2 张永辉;SBS改性沥青和橡胶粉改性沥青机理及路用性能研究[D];长安大学;2015年

3 王明灿;SBS改性沥青稳定性研究[D];长安大学;2014年

4 朱秀丽;沥青混合料老化性能的试验研究[D];吉林大学;2011年

5 陈晓瑛;石油沥青材料的感温性研究[D];长安大学;2006年

6 梁晓莉;SBS改性沥青试验特性研究[D];长安大学;2005年

本文编号：2821943