蒙脱土复合改性高黏沥青的制备与性能研究
发布时间：2020-03-29 00:28
【摘要】：近年来,随着我国“海绵城市”建设的全面推进,排水性沥青混合料得到广泛关注,它具有优良的抗滑、降噪、抑制水雾等功能,但是其贯通多孔结构也易加剧高黏沥青的老化,从而影响排水路面的使用寿命。而蒙脱土(MMT)是具有特殊片层结构的纳米黏土,具有很好的阻隔性能,当它作为改性剂添加到沥青中,可以显著改善沥青的抗老化性能,对其抗车辙和抗疲劳性能也有改善作用。因此,本文采用蒙脱土复合改性法研发了一种新型高黏沥青,并对其高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性以及多重环境因素下的抗老化性能进行研究,为全面认识和了解此新型改性沥青的使用性能打下基础。首先,选择两种基质沥青、两种高黏改性剂和两种蒙脱土,以初拟改性剂掺量和制备工艺分别制备试样,采用常规指标试验进行对比分析,并对有无掺加蒙脱土的高粘沥青微观形态特点进行比较,从而筛选出泰州中海70号A级道路石油沥青、TPS改性剂和有机蒙脱土(OMMT)为适宜原材料。其次,通过对不同进料顺序、剪切温度区间、速率和时间制备的蒙脱土复合改性高黏沥青的常规指标和流变指标进行对比分析,综合高、低温性能,确定了适宜的制备工艺,主要要求为:进料顺序采用先添加TPS改性剂后添加有机蒙脱土,剪切温度区间采用180～190℃,剪切速率采用4500r/min,剪切时间采用60min。然后,通过不同有机蒙脱土掺量高黏沥青的常规指标和60℃零剪切黏度、车辙因子、不可恢复蠕变柔量、蠕变恢复率、疲劳因子等流变指标的测试与分析发现,适量有机蒙脱土的掺加可使高黏沥青的高温抗车辙性、低温抗裂性和抗疲劳性得到改善。经综合分析,蒙脱土复合改性高黏沥青中有机蒙脱土的最佳掺量确定为4%,其60℃零剪切黏度大于40000Pa·s,满足高黏沥青的要求。研究还表明:软化点在反映有机蒙脱土掺量高黏沥青的高温抗车辙性时可能存在误差,建议采用基于流变试验的高温性能指标进行评价;大应力条件下,掺加了适量有机蒙脱土的高黏沥青表现出了明显的高温抗变形和蠕变恢复能力的优势,且温度越高,优势越明显。最后,通过不同老化组合条件下蒙脱土复合改性高黏沥青和普通高黏沥青的残留针入度比、软化点增量、残留延度比等常规指标以及不可恢复蠕变柔量、蠕变恢复率、疲劳因子等流变指标变化情况的对比分析发现,适量有机蒙脱土的掺加可使高黏沥青的抗热氧、水、紫外光老化综合性能得到改善。研究成果可以为排水性沥青混合料的进一步推广提供技术支持,进而为生态环保型路面的建设做出贡献。
【图文】：
青插层而形成插层结构或剥离结构，从而使氧气、紫外光、水等外部物质或作用因素的渗逡逑透和扩散路径变曲折，进入时间相对增加，同时也防止了材料中易挥发轻质组分的损失（见逡逑图１．２），因此，蒙脱土在提高沥青的抗老化等性能方面具有很大的前景［１８］。逡逑氧气逦挥发组分逦氧气逦挥发组分逡逑１邋１逦＞ｉ＾＼＼！逡逑逦逡逑层状桂酸盐片层逡逑（ａ）基质沥青逦（ｂ）蒙脱土改性沥青逡逑图１．２蒙脱土改性沥青抗老化机理示意图逡逑１．２．２．２蒙脱土改性沥青性能研究逡逑Ｚａｒｅ－Ｓｈａｈａｂａｄｉ等［１９１把蒙脱土添加到基质涵青中，发现沥青的高温抗变形性能、抗低逡逑温开裂能力明显增强。王骁［２ＱＩ系统地研究了纳米蒙脱土改性沥青及其混合料的流变性能，逡逑结果表明：纳米蒙脱土的掺入增大了沥青的劲度，，同时也能增加其弹性成分，从而有效提逡逑高了沥青的高温抗永久变形和低温抗裂的能力。付玉［２］对纳米蒙脱土改性沥青及混合料老逡逑化特性进行了研究，研究显示：纳米蒙脱土可以较好地改善沥青的耐老化性能，且可提高逡逑沥青老化后的低温抗裂性能，还提高了沥青混合料的高温抗形变能力及老化后的耐疲劳性逡逑能。逡逑Ｚｈａｎｇ和Ｙｉ＾２１ｌ的研究发现蒙脱土对聚合物改性沥青的抗老化性能有明显促进作用。逡逑１＾１１等［２２１的研[偙砻鳎希停停钥墒沟茫樱拢痈男粤で嗟娜砘阍黾印⒄肴攵群脱佣燃跣。义义峡筛纳破淇谷妊趵匣阅堋＃牵幔欤铮铮幔氲确⑾郑希停停圆艏拥剑樱拢痈男粤で嘀锌墒垢男约铃义戏稚⒌酶龋佣灾銮科涓呶挛锢硇阅芎偷臀碌孕阅埽倍裕樱拢痈男粤で嗟母咤义衔麓⒋嫖榷ㄐ砸灿懈纳谱饔
本文编号：2605147
【图文】：
青插层而形成插层结构或剥离结构，从而使氧气、紫外光、水等外部物质或作用因素的渗逡逑透和扩散路径变曲折，进入时间相对增加，同时也防止了材料中易挥发轻质组分的损失（见逡逑图１．２），因此，蒙脱土在提高沥青的抗老化等性能方面具有很大的前景［１８］。逡逑氧气逦挥发组分逦氧气逦挥发组分逡逑１邋１逦＞ｉ＾＼＼！逡逑逦逡逑层状桂酸盐片层逡逑（ａ）基质沥青逦（ｂ）蒙脱土改性沥青逡逑图１．２蒙脱土改性沥青抗老化机理示意图逡逑１．２．２．２蒙脱土改性沥青性能研究逡逑Ｚａｒｅ－Ｓｈａｈａｂａｄｉ等［１９１把蒙脱土添加到基质涵青中，发现沥青的高温抗变形性能、抗低逡逑温开裂能力明显增强。王骁［２ＱＩ系统地研究了纳米蒙脱土改性沥青及其混合料的流变性能，逡逑结果表明：纳米蒙脱土的掺入增大了沥青的劲度，，同时也能增加其弹性成分，从而有效提逡逑高了沥青的高温抗永久变形和低温抗裂的能力。付玉［２］对纳米蒙脱土改性沥青及混合料老逡逑化特性进行了研究，研究显示：纳米蒙脱土可以较好地改善沥青的耐老化性能，且可提高逡逑沥青老化后的低温抗裂性能，还提高了沥青混合料的高温抗形变能力及老化后的耐疲劳性逡逑能。逡逑Ｚｈａｎｇ和Ｙｉ＾２１ｌ的研究发现蒙脱土对聚合物改性沥青的抗老化性能有明显促进作用。逡逑１＾１１等［２２１的研[偙砻鳎希停停钥墒沟茫樱拢痈男粤で嗟娜砘阍黾印⒄肴攵群脱佣燃跣。义义峡筛纳破淇谷妊趵匣阅堋＃牵幔欤铮铮幔氲确⑾郑希停停圆艏拥剑樱拢痈男粤で嘀锌墒垢男约铃义戏稚⒌酶龋佣灾銮科涓呶挛锢硇阅芎偷臀碌孕阅埽倍裕樱拢痈男粤で嗟母咤义衔麓⒋嫖榷ㄐ砸灿懈纳谱饔
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