基于示踪法再生混合料中新旧沥青微观混合状态的研究

发布时间：2017-10-06 13:48

  本文关键词：基于示踪法再生混合料中新旧沥青微观混合状态的研究

  更多相关文章： 再生沥青混合料 示踪法 能谱仪 微观分析 红外光谱

【摘要】：随着我国高速公路网的完善,越来越多的公路需要养护、重修,如何充分、有效重复利用废旧沥青混合料是一项重要的研究内容。再生沥青混合料应用过程中一个关键问题是新旧沥青混合状态,混合状态对再生混合料的性能有显著影响,但对其并没有取得明确的认识,国内的研究较少,国外的研究大多是间接测试评价的方法。本文尝试以直接观测的方式从微观尺度研究新旧沥青的混合状态。由于沥青胶浆的复杂性,很难直接区分新旧沥青,本研究采用示踪剂跟踪新沥青,进而区分新旧沥青。首先根据示踪法的原则和研究目的,提出了不同的示踪剂以及相应的检测方式。先利用元素标记,选用环烷酸钴、异辛酸铅作为示踪剂,采用能谱仪EDS面扫描获得示踪元素的分布图,选用均匀度、分辨率、均匀系数分别对不同比例、不同分散时间的新沥青进行示踪剂分散均匀性分析,结果显示示踪剂可以在新沥青中分散均匀,为混合料中的检测建立基础。提出EDS混合料样品的制样方法,并对大量的混合料样品进行分析,但由于混合料中重元素含量高、示踪元素含量低,EDS面扫描、EDS线扫描结果受干扰较大,EDS点分析结果显示新旧沥青总体混合程度较高,局部混合不均匀。环氧树脂具有荧光效应,以环氧树脂作为示踪剂,通过激光共聚焦扫描显微镜进行观测,首次测试到了再生沥青混合料中新旧沥青胶浆的微观状态图像,显示两种沥青整体相互融合,局部位置混合不均匀,直观反映了新旧沥青微观相溶状态。新旧沥青混融不均匀性不仅发生在沥青膜厚度方向上,也发生在垂直于厚度的方向上,混合不均匀性是三维存在的。尝试了利用红外光谱定量分析混合程度,以CTBN做示踪剂,建立特征峰面积比与CTBN添加量的标准曲线,通过曲线反算样品点的CTBN含量,以此分析两种沥青的平均混合程度,表明两者混合程度较高,但没有100%完全混合。设计了正交实验,分析三种因素对平均混合程度的影响,结果表明影响显著性从高到低为:拌和温度、拌和时间、RAP掺量,为研究提高RAP掺量提供参考。本文首次采用直接的方式观测了再生沥青混合料中新旧沥青微观混合状态,首次观察到了新旧沥青存在状态的微观图像;试验证明示踪法可以应用于新旧沥青混合状态的研究;试验结果显示,再生沥青混合料中新旧沥青处于复杂微观混融状态,不单纯是完全混合或部分混合的问题,实际存在多尺度、三维空间分散度和相溶度的问题;本研究可为提高再生沥青混合料RAP比例研究提供参考。
【关键词】：再生沥青混合料 示踪法 能谱仪 微观分析 红外光谱
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-29
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 再生技术国内外应用现状及存在的问题13-19
• 1.2.1 再生路面技术的分类14-16
• 1.2.2 再生技术国内外应用现状16-17
• 1.2.3 再生技术存在的问题17-19
• 1.3 国内外研究现状19-27
• 本文研究内容及研究路线27-29
• 第二章 示踪剂与微观测试方法分析29-52
• 2.1 示踪技术及对示踪剂的要求29-32
• 2.2 微观测试方法选择分析32-35
• 2.2.1 扫描电镜SEM32-34
• 2.2.2 能谱仪EDS34-35
• 2.3 试验方案与样品制备35-40
• 2.3.1 试验材料35-37
• 2.3.2 实验方案37-39
• 2.3.3 样品制备39-40
• 2.4 示踪剂分散结果分析40-44
• 2.5 分散均匀性定量评价44-51
• 2.5.1 分辨率法44-46
• 2.5.2 网格计数法46-48
• 2.5.3 分散的方向性48-51
• 2.6 本章小结51-52
• 第三章 EDS法研究混合料中新旧沥青的混合52-69
• 3.1 再生沥青混合料中的新旧沥青混合状态问题分析52-56
• 3.2 实验材料和实验方案56-59
• 3.2.1 实验材料56-58
• 3.2.2 实验方案58-59
• 3.3 实验结果59-64
• 3.3.1 钴元素标记结果59-62
• 3.3.2 铅元素标记结果62-64
• 3.4 EDS点分析64-67
• 3.5 误差分析及本章小结67-68
• 3.5.1 误差分析67-68
• 3.6 本章小结68-69
• 第四章 荧光法研究混合料新旧沥青的混合69-84
• 4.1 荧光仪器分析69-71
• 4.1.1 荧光显微镜69-70
• 4.1.2 激光共聚焦扫描显微镜70-71
• 4.2 SBS沥青与混合料荧光71-74
• 4.2.1 SBS改性沥青71-73
• 4.2.2 SBS改性沥青再生混合料荧光73-74
• 4.3 环氧沥青与混合料荧光74-82
• 4.3.1 环氧沥青荧光74-76
• 4.3.2 环氧树脂作为新沥青76-80
• 4.3.3 环氧沥青作为标记物分析80-82
• 4.4 本章小结82-84
• 第五章 红外光谱定量分析84-98
• 5.1 红外光谱介绍84-85
• 5.2 实验方案85-86
• 5.2.1 实验原理85-86
• 5.2.2 前期实验方案86
• 5.3 实验结果与标准曲线建立86-90
• 5.3.1 对照实验结果86-87
• 5.3.2 CTBN分散均匀性分析87-88
• 5.3.3 建立标准曲线88-90
• 5.4 定量分析新旧沥青混合程度90-96
• 5.4.1 实验方案90-92
• 5.4.2 实验结果92-95
• 5.4.3 正交实验结果分析95-96
• 5.5 本章小结96-98
• 结论与展望98-100
• 参考文献100-106
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果106-107
• 致谢107-108
• 附件108

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