紫外线老化条件下温拌沥青的流变特性及微观构造研究

发布时间：2021-05-15 05:04

　　温拌沥青（WMA）路面技术为一种节能减排的路面技术,可降低能耗、减少烟气排放和减轻环境污染。西北地区平均气温低、生态脆弱、可施工季节短,因此,温拌沥青路面技术更适合于西北地区铺筑使用。但西北地区紫外线辐射强烈,大量研究表明,紫外老化作用可严重降低沥青混合料使用寿命,但目前国内外针对温拌沥青路面抗紫外老化性能研究较少。此外,温拌沥青混合料因其拌和及施工温度较低,对其粘附性产生较大的影响,使沥青混合料存在一定的水损害隐患,但鲜有文献针对紫外老化条件下温拌沥青混合料的粘附特性及粘附机理进行研究。为此,本研究针对紫外老化条件下温拌沥青流变及粘附性能进行研究,并基于原子力显微镜（AFM）等微观测试手段,针对其紫外老化机理进行分析。本文首先采用动态剪切流变仪对温拌沥青试样在不同温度和荷载作用频率下的流变性能进行研究。以复数剪切模量和相位角为指标,分析了紫外线老化对沥青流变性能的影响。其次,通过AFM力谱扫描试验,获得紫外线条件下温拌沥青的纳观粘附力,从纳观层面表征温拌沥青的粘附性能。结合凝胶色谱（GPC）试验,分析紫外线老化过程中温拌沥青分子含量的变化,并对纳观粘附力和大分子量数据进行相关性分析,... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 温拌沥青紫外线老化性能研究现状
        1.2.2 温拌沥青紫外线老化机理研究现状
        1.2.3 AFM在沥青性能研究中应用
    1.3 主要研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 原材料及试验方法
    2.1 原材料
        2.1.1 基质沥青
        2.1.2 温拌剂
    2.2 试样制备
        2.2.1 温拌沥青制备
        2.2.2 短期老化沥青试样制备
        2.2.3 长期老化沥青试样制备
        2.2.4 紫外线老化沥青试样制备
        2.2.5 AFM试样制备
    2.3 试验方法
        2.3.1 动态剪切流变(DSR)试验
        2.3.2 紫外线老化试验
        2.3.3 原子力显微镜(AFM)试验
        2.3.4 凝胶色谱(GPC)试验
3 紫外线老化条件下温拌沥青流变性能分析
    3.1 基质沥青类型对温拌沥青流变性能的影响
        3.1.1 基质沥青类型对温度扫描曲线的影响
        3.1.2 基质沥青类型对频率扫描曲线的影响
    3.2 温拌剂对温拌沥青流变性能的影响
        3.2.1 Evotherm对沥青流变性能的影响
        3.2.2 Sasobit对沥青流变性能的影响
    3.3 老化方式对温拌沥青流变性能的影响
        3.3.1 老化方式对温度扫描曲线的影响
        3.3.2 老化方式对频率扫描曲线的影响
    3.4 紫外线老化对温拌沥青流变性能的影响
        3.4.1 隔氧条件下紫外线老化对温拌沥青流变性能的影响
        3.4.2 光氧耦合条件下紫外线老化对温拌沥青流变性能的影响
    3.5 本章小结
4 紫外线老化条件下温拌沥青粘附力及化学组分分析
    4.1 沥青纳观粘附力变化分析
        4.1.1 基质沥青类型对纳观粘附力影响
        4.1.2 温拌剂对纳观粘附力影响
        4.1.3 老化方式对纳观粘附力影响
        4.1.4 紫外线老化对纳观粘附力的影响
    4.2 温拌沥青GPC试验分析
        4.2.1 基质沥青类型对沥青分子量的影响分析
        4.2.2 温拌剂对沥青分子量的影响分析
        4.2.3 老化方式对沥青分子量影响分析
        4.2.4 紫外线老化对沥青分子量的影响分析
    4.3 纳观粘附力与大分子量相关性分析
    4.4 本章小结
5 紫外线老化条件下温拌沥青的微观构造信息研究
    5.1 原子力显微镜(AFM)工作原理
    5.2 沥青AFM表面区域分析
        5.2.1 基质沥青类型对温拌沥青表面区域的影响
        5.2.2 温拌剂对沥青表面区域的影响
        5.2.3 老化方式对沥青表面区域的影响
        5.2.4 紫外线老化对沥青表面区域的影响
    5.3 沥青粗糙度变化分析
        5.3.1 基质沥青类型对沥青粗糙度的影响
        5.3.2 温拌剂对沥青粗糙度的影响
        5.3.3 老化方式对沥青粗糙度的影响
        5.3.4 紫外线老化对沥青粗糙度的影响
    5.4 沥青三维形貌信息分析
        5.4.1 基质沥青类型对沥青三维形貌的影响
        5.4.2 温拌剂对沥青三维形貌的影响
        5.4.3 老化方式对沥青三维形貌的影响
        5.4.4 紫外线老化对沥青三维形貌的影响
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 进一步研究建议
致谢
参考文献
附录A 紫外线老化条件下温拌沥青各项指标试验结果汇总
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]沥青混合料水损坏微纳观尺度研究方法（1）——AFM的应用[J]. 邓越,孙国强,余可心,马建民,孙大权.  石油沥青. 2018(01)
[2]基于凝胶渗透色谱技术的沥青老化研究进展[J]. 施沈越,孙钟良,张言,孙国强,孙大权.  石油沥青. 2018(01)
[3]温拌SBS改性沥青浸水前后的纳观黏附特性[J]. 李波,陈占权,刘祥,吕镇锋,李晓民.  建筑材料学报. 2018(01)
[4]原子力显微镜（AFM）在沥青表面微观结构上的应用[J]. 代震,祝鸿,沈菊男.  华东公路. 2017(06)
[5]沥青老化表征手段研究综述[J]. 赵克宏,乌兰,张国宏.  广州化工. 2017(18)
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博士论文
[1]基于胶浆特性的紫外光老化下沥青混合料路用性能及细观力学分析[D]. 谢祥兵.西安建筑科技大学 2017
[2]基于细观力学的沥青混合料紫外光老化研究[D]. 李惠霞.西安建筑科技大学 2013
[3]模拟紫外环境下沥青流变行为及老化机理的研究[D]. 王佳妮.哈尔滨工业大学 2008
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硕士论文
[1]模拟高原环境下温拌沥青性能研究[D]. 张泽宇.重庆交通大学 2017
[2]温拌SBS改性沥青粘附特性的微观机理研究[D]. 刘祥.兰州交通大学 2016
[3]基于旋转压实法的强紫外光地区沥青路用性能研究[D]. 随素珍.西安建筑科技大学 2016
[4]基于AFM与表面能原理的沥青与集料粘附特性分析[D]. 庞骁奕.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于原子力显微镜技术的温拌沥青老化过程中粘附特性研究[D]. 李波.兰州交通大学 2015
[6]基于原材料特性的橡胶沥青改性机理研究[D]. 杨小龙.兰州交通大学 2015
[7]新疆强紫外线地区橡胶沥青室内模拟老化实验研究[D]. 齐亚妮.新疆大学 2011



本文编号：3187007