為探究石墨烯納米片(GNPs)對基質(zhì)瀝青路用性能的影響及改性機理,首先采用高速剪切法制備不同GNPs摻量的改性瀝青,并通過多應(yīng)力蠕變恢復(fù)試驗(MSCR)、動態(tài)剪切流變試驗(DSR)、低溫彎曲梁流變試驗(BBR)、差示掃描量熱儀(DSC)及導(dǎo)熱系數(shù)測試儀等手段對GNPs改性瀝青的高溫性能、低溫性能、熱性能及感溫性能進行深入研究。其次,借助傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)對改性瀝青的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)進行表征與分析,從微觀角度對GNPs的改性機理進行分析。結(jié)果表明:隨著GNPs摻量的增大,具有二維層狀結(jié)構(gòu)的GNPs能夠與熱瀝青發(fā)生較強的親和作用,有效地對熱瀝青分子鏈段產(chǎn)生插層或纏繞,從而限制其在高溫時的流動性;雖然GNPs能夠增強改性瀝青的交聯(lián)密度,但卻阻礙了瀝青分子鏈段的運動,使得瀝青試樣在低溫受荷載時的形變恢復(fù)能力下降;GNPs與基質(zhì)瀝青之間僅僅發(fā)生了物理作用,并未產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),二者間的化學(xué)兼容性良好,GNPs對基質(zhì)瀝青以物理改性為主。

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【部分圖文】：

圖1采用MSCR方法評價GNPs摻量對GNPs改性瀝青高溫性能的影響

采用MSCR方法評價GNPs摻量對GNPs改性瀝青高溫性能的影響，結(jié)果見圖1。由圖可知，在相同的試驗條件下，同應(yīng)力水平下的各類型瀝青的累計應(yīng)變γ均隨加/卸載周期的推進而逐漸變大，且呈線性增長趨勢；隨著GNPs摻量的增大，改性瀝青的累計應(yīng)變γ不斷減小，且均顯著低于基質(zhì)瀝青。以第50....

圖2GNPs摻量對GNPs改性瀝青高溫G*/sinδ的影響

GNPs摻量對GNPs改性瀝青高溫G*/sinδ的影響見圖2。由圖可知，隨著溫度由52℃逐漸上升至76℃，不同GNPs摻量的改性瀝青的G*/sinδ均呈現(xiàn)下降的趨勢，表明改性瀝青與基質(zhì)瀝青具有相似的溫度敏感性，在高溫下均會由彈性向黏性轉(zhuǎn)變；在相同溫度下，隨著GNPs摻量的增加，改....

圖3GNPs摻量對GNPs改性瀝青低溫性能的影響

傳統(tǒng)的低溫延度試驗可以反映瀝青的低溫性能，但延度數(shù)據(jù)往往較大，因而誤差相對較大，評價并不準(zhǔn)確，因此，本實驗通過美國SHRP推薦的BBR方法對GNPs改性瀝青的低溫蠕變性能進行分析，測試指標(biāo)為低溫蠕變勁度模量S和蠕變勁度變化率m，結(jié)果見圖3。由圖可見，當(dāng)溫度從-12℃降低至-18℃....

圖4GNPs摻量對GNPs改性瀝青導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴散率的影響

目前，關(guān)于瀝青感溫性能的評價方法多種多樣，但這些方法都有彼此的局限和缺點，考慮到GNPs具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，摻入至基質(zhì)瀝青中勢必會影響瀝青的溫度敏感性，因此利用導(dǎo)熱系數(shù)測定儀對瀝青樣品的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴散率進行測定，結(jié)果見圖4。由圖可見，基質(zhì)瀝青的導(dǎo)熱系數(shù)為0.176W/（m·K）....

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