高掺量废胶粉改性沥青指标与沥青混合料性能试验研究

发布时间：2020-12-31 13:58

　　本文依托河北省高等学校科学技术研究项目,针对高掺量废胶粉改性沥青指标及混合料性能进行了试验研究。通过红外光谱、热重分析以及电镜扫描手段对废胶粉改性沥青的改性机理进行了研究;采用试验手段探究了废胶粉掺量对胶粉改性沥青高温性能、低温性能以及粘弹性性能指标的影响;选取三种不同的废胶粉改性沥青混合料对其配合比、最佳油石比以及路用性能进行了研究分析;借助于ANSYS有限元模拟对一种典型路面结构受力特点进行了分析;依托工程实际,对混合料生产、运输等过程提出合理建议。主要研究结论如下:1、利用热重分析对高温条件下胶粉和不同废胶粉掺量的改性沥青失重规律进行了探究,结合红外光谱手段对热处理不同时间的废胶粉改性沥青的化学成分进行了分析,得出沥青发生改性的主要原因是废胶粉与沥青发生了氧化分解反应。2、通过改性沥青指标试验,对不同废胶粉掺量的改性沥青指标性能进行分析,试验证明废胶粉的添加显著改善了改性沥青的高低温性能、粘弹性性能,借助于SEM电镜扫描技术对废胶粉在改性沥青中的分布进行了探究分析,提出了有效胶粉含量与废胶粉掺量的关系。3、通过室内试验分别得到了SMA13、20%-ARHM20和30%-ARHM2... 

【文章来源】：河北大学河北省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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胶粉的热重谱图

第二章废旧胶粉改性沥青溶胀机理分析92.1.2胶粉的热稳定性及红外表征在热重分析仪上，于75℃和180℃分别热处理胶粉1h和2h，结果如图2-2所示。由图2-2可知，在75℃处理1h和2h后，样品失重约0.5~0.6%（主要为水分挥发），在180℃处理1h和2h后，样品失重约1.9~2.6%（包括水分挥发、小分子添加剂挥发、部分氧化分解反应）。图2-2原胶粉在75℃、180℃处理不同时间的热重谱图图2-3是胶粉在70℃加热1h和2h后的红外光谱。由谱图可以看出，加热1h、2h后，样品的红外谱图基本没有变化，说明在空气气氛、70℃条件下橡胶粉的结构是稳定的。结合图3-3结果，说明在70℃条件下失去部分水分。图2-3胶粉在70℃加热1h、2h后的红外光谱图2-4是原胶粉在180℃加热1h、2h后的红外光谱。由谱图可以看出，加热1h、2h

河北大学硕士学位论文10后，样品的红外谱图变化较大，水峰（3413cm-1）基本消失，部分归属于橡胶的吸收峰变弱（2922、2853、1418cm-1），加热2h甚至消失（1607cm-1），而且出现新的吸收峰（1697cm-1，归属于C-H氧化后形成的羰基），结合图2-2的失重结果，说明在180℃条件下，橡胶粉会失去全部水份，发生氧化分解反应，化学结构发生变化。但热影响较小，失重量较小，2h总失重量为2.6%。图2-4胶粉在180℃加热1h、2h后的红外光谱2.2沥青改性机理与技术指标橡胶粉与沥青混合后，使胶粉粒发生溶胀，达到改性沥青的目的。胶粉改性沥青有着优异的粘弹性，而胶粉改性沥青混合料则具有良好的路用性能[40-42]。本文中胶粉改性沥青的制备主要步骤如下：在制备过程中，首先将胶粉烘干，控制烘干温度为115℃，同时将基质沥青进行加热，控制激惹温度为180℃。再将两者进行充分搅拌，控制搅拌温度为190℃~210℃，搅拌频率为700r/min，搅拌时间1小时，使胶粉与沥青充分接触完成脱硫反应。2.2.170#基质沥青四组分分离及含量测定对基质沥青进行四组分分离实验。采用正庚烷溶解70#沥青，然后过滤得到沥青质和滤液。然后对滤液进行分离，可以分别得到饱和分、芳香分和胶质。四组分的照片如图2-5所示，在室温下，沥青质为深褐色硬质固体颗粒，胶质为黑褐色粘稠的半固体状，饱和分为无色透明液体，而芳香分呈现为黑色高粘稠状态液体。


本文编号：2949729