SBS胶乳研制及其在微表处中的应用研究

发布时间：2017-08-07 07:30

  本文关键词：SBS胶乳研制及其在微表处中的应用研究

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【摘要】：微表处技术应用于寒冷地区沥青路面养护时,其低温抗裂性能显得尤为重要,因此要求其结合料即改性乳化沥青具备良好的低温抗变形能力和弹性恢复性能。丁苯橡胶SBR实现了胶乳化,使得改性乳化沥青的制备工艺难度大大降低,而SBS胶乳尚未研制成功,故而SBR在微表处用改性乳化沥青中得到广泛应用;然而SBR改性乳化沥青的低温延展性虽较优,但其粘韧性较差,抵抗变形及变形恢复能力较弱,尚不能完全满足寒区微表处混合料的性能要求。因此,SBS胶乳的开发意义重大。本文研究了SBS的溶胀进程及其溶液的流变特性,分析了温度、时间、浓度及剪切速率等因素对SBS溶液粘度的影响,确定了乳化所用SBS溶液的保温温度和时间。以SBS溶液为分散相,以阳离子乳化剂YR和非离子乳化剂FR(质量比3:1)为复合乳化剂,采用机械乳化法(剂在水中法)成功制备了稳定性良好、水分散性优异的星型SBS(Star-SBS)及线型SBS(Line-SBS)两种胶乳,通过正交试验设计得到了其最佳配方,两种胶乳的平均粒径分别为1.31μm和1.16μm,与乳化沥青的平均粒径相匹配。以线型SBS(Line-SBS)颗粒、SBR胶乳及自制的SBS胶乳等为改性剂制备了改性乳化沥青,采用针入度、软化点、5℃延度及25℃弹性恢复等试验对其蒸发残留物的常规性能进行了评价,采用动态力学试验和测力延度试验对其低温粘韧性进行了评价,同时以粘温指数、针入度指数、储能模量比变化率及损耗因子变化率等指标对其在沥青路面服役全温度域的温度敏感性进行了分析。研究表明,SBS改性乳化沥青残留物的高温性能、低温抗变形性能、温度敏感性及粘韧性等性能均优于SBR改性组,而SBS改性组中星型SBS改性乳化沥青残留物的整体路用性能较佳。以不同改性剂改性乳化沥青为结合料制备了微表处稀浆混合料,通过湿轮磨耗试验、和轮辙变形试验研究其常规性能,通过劈裂试验、抗折试验及弯曲试验对其抗裂性能进行评价,结果表明,SBS改性乳化沥青微表处混合料的各项性能全面占优,而SBS胶乳改性组由于其中含有溶剂,其路用性能略弱于SBS颗粒改性组;延长试件60℃的养生时间至36h,可使SBS胶乳改性组的各项性能略优于SBS颗粒改性组。
【关键词】：SBS溶胀 SBS胶乳 改性乳化沥青 微表处混合料
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 微表处技术研究现状11-12
• 1.2.2 改性乳化沥青研究现状12-14
• 1.3 研究内容及技术路线14-17
• 1.3.1 研究目的14
• 1.3.2 研究内容14-15
• 1.3.3 技术路线15-17
• 第二章 SBS溶胀及其溶液的流变特性研究17-38
• 2.1 原材料及设备17
• 2.1.1 原材料17
• 2.1.2 试验设备17
• 2.2 试验方法17-19
• 2.2.1 SBS溶液制备方法17-18
• 2.2.2 SBS溶液指标测试方法18-19
• 2.3 SBS溶胀溶剂的选择19-22
• 2.3.1 溶剂对聚合物溶解能力的判定19-20
• 2.3.2 SBS的物理化学性质20
• 2.3.3 SBS溶胀溶剂的选择20-22
• 2.4 SBS溶胀程度的判定22-27
• 2.4.1 目视法22-25
• 2.4.2 丁达尔效应法25-27
• 2.5 SBS溶液的流变特性27-37
• 2.5.1 溶胀时间和温度作用下SBS溶液表观粘度的发展28-33
• 2.5.2 浓度对SBS溶液表观粘度的影响33-34
• 2.5.3 剪切速率对SBS溶液表观粘度的影响34-35
• 2.5.4 SBS溶液的非牛顿特性35-37
• 2.6 本章小结37-38
• 第三章 SBS胶乳的研制38-54
• 3.1 原材料及设备38-39
• 3.1.1 原材料38
• 3.1.2 试验设备38-39
• 3.2 试验方法39-43
• 3.2.1 SBS胶乳制备方法39-42
• 3.2.2 SBS胶乳性能测试方法42-43
• 3.3 SBS胶乳组成设计研究43-52
• 3.3.1 乳化剂选择43-45
• 3.3.2 乳化工艺参数确定45-46
• 3.3.3 正交试验设计46-51
• 3.3.4 SBS胶乳配方形成及性能指标51-52
• 3.4 本章小结52-54
• 第四章 改性乳化沥青制备及其性能评价54-73
• 4.1 原材料及设备54-55
• 4.1.1 原材料54-55
• 4.1.2 试验设备55
• 4.2 试验方法55-57
• 4.2.1 改性乳化沥青制备方法55-56
• 4.2.2 改性乳化沥青性能指标测试方法56
• 4.2.3 改性乳化沥青蒸发残留物性能指标测试方法56-57
• 4.3 改性乳化沥青的制备57-59
• 4.3.1 SBS颗粒改性乳化沥青的制备57-58
• 4.3.2 胶乳改性乳化沥青的制备58-59
• 4.4 改性乳化沥青性能对比分析59-61
• 4.4.1 稳定性59-60
• 4.4.2 与粗集料的粘附性60-61
• 4.5 改性乳化沥青蒸发残留物性能对比分析61-71
• 4.5.1 常规性能测试61-62
• 4.5.2 基于动态力学的低温性能评价62-64
• 4.5.3 温度敏感性64-68
• 4.5.4 基于测力延度的粘韧性评价68-71
• 4.6 本章小结71-73
• 第五章 微表处混合料性能对比研究73-85
• 5.1 原材料及设备73-74
• 5.1.1 原材料73-74
• 5.1.2 试验设备74
• 5.2 试验方法74-76
• 5.2.1 常规性能74-75
• 5.2.2 抗裂性能75-76
• 5.3 微表处混合料配合比设计76-80
• 5.3.1 矿料级配选择76
• 5.3.2 材料用量76-77
• 5.3.3 最佳油石比的确定77-80
• 5.4 微表处混合料路用性能对比80-83
• 5.4.1 常规性能81-82
• 5.4.2 抗裂性能82-83
• 5.5 本章小结83-85
• 结论与建议85-87
• 主要结论85-86
• 研究展望86-87
• 参考文献87-93
• 攻读学位期间取得的研究成果93-95
• 致谢95

【参考文献】

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本文编号：633490