本文選題：改性瀝青　切入點(diǎn)：多聚磷酸(PPA)　出處：《重慶交通大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：用于瀝青路面中的膠結(jié)料應(yīng)當(dāng)提供較好的抵抗低溫斷裂、高溫永久變形的能力,并且在較大溫度范圍內(nèi)和交通荷載條件下有良好的耐久性。直接蒸餾所得到的瀝青常常并不能直接用于路面中,因此,人們常采用各種方法對瀝青做改性處理。化學(xué)添加劑中,多聚磷酸(PPA)是較為廣泛使用的一種添加劑。在瀝青中添加PPA可以提高其抗永久變形的性能,且能夠很大程度上解決聚合物改性瀝青常見的存儲穩(wěn)定性問題,此外通過將PPA與橡膠粉復(fù)配,可以解決傳統(tǒng)采用單一膠粉改性的一些問題。本文基于改性機(jī)理分析與試驗研究,通過不同方面對PPA改性瀝青及其與椽膠粉復(fù)配形成的膠結(jié)料進(jìn)行了研究。從膠結(jié)料的流變特性及瀝青的化學(xué)組分出發(fā)探討了不同工業(yè)等級的多聚磷酸摻量對基質(zhì)瀝青的影響。此外,也研究了橡膠粉與多聚磷酸復(fù)配進(jìn)行瀝青改性的效果。結(jié)果表明,PPA對瀝青質(zhì)含量較少原油提煉的瀝青改性效果不明顯。瀝青中添加PPA和CR能夠進(jìn)一步提高瀝青的感溫性能及高溫性能。PPA并不會顯著降低橡膠瀝青的低溫性能,采用PPA復(fù)合橡膠瀝青的改性技術(shù)可以抑制采用單一橡膠粉改性由于高溫而造成的老化問題。采用多應(yīng)力蠕變恢復(fù)(MSCR)試驗研究了多聚磷酸改性瀝青的高溫性能。測試結(jié)果顯示,經(jīng)PPA改性后,基質(zhì)瀝青的蠕變?nèi)崃?Jnr)值大幅度得到了降低,提高了抗車轍性能,隨著多聚磷酸摻量的增加,恢復(fù)率(R)值增加,膠結(jié)料的彈性恢復(fù)性能提高。通過構(gòu)造PPA改性瀝青的│G*│/sirlδ主曲線以研究PPA摻量,RTPO老化和PPA的工業(yè)等級在寬域溫度和加載速率范圍內(nèi)對瀝青性能的影響。結(jié)果表明,隨著在基質(zhì)瀝青中添加多聚磷酸,抗車轍性能指標(biāo)(│G*│/sinδ)在每個試驗溫度和加載頻率下大幅度得到提高。然而,增加的程度受到多聚磷酸摻量,PPA工業(yè)等級和老化條件的影響。研究了PPA改性瀝青合適的溫度敏感性評價指標(biāo)。結(jié)果表明,復(fù)數(shù)指數(shù)(CNI)較好地區(qū)分了不同瀝青的溫度敏感性,可作為多聚磷酸感溫性的評價指標(biāo)。系統(tǒng)地研究了多聚磷酸對基質(zhì)瀝青在熱氧老化后物理性能的影響。結(jié)果表明,PPA改性瀝青的老化反應(yīng)是一級動力學(xué)反應(yīng)。與基質(zhì)瀝青相比,PPA改性瀝青有更高的活化能和較低的老化反應(yīng)速率。PPA改性瀝青的抗老化性能比基質(zhì)瀝青的更好。經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益分析表明,采用多聚磷酸改性瀝青可以降低瀝青的改性成本及減少傳統(tǒng)改性技術(shù)造成的大量溫室氣體的排放。
[Abstract]:The binder used in asphalt pavement should provide better resistance to low temperature fracture and high temperature permanent deformation, and have good durability in large temperature range and traffic load condition.Asphalt obtained by direct distillation can not be directly used in pavement, so people often use various methods to modify asphalt.Polyphosphate (PPA) is a widely used additive in chemical additives.Adding PPA to asphalt can improve its resistance to permanent deformation and solve the common storage stability problem of polymer modified asphalt to a great extent. In addition, by mixing PPA with rubber powder,It can solve some problems of traditional single rubber powder modification.Based on the analysis of modification mechanism and experimental study, the PPA modified asphalt and its binder mixed with rafter powder were studied in different aspects.Based on the rheological characteristics of binder and the chemical composition of asphalt, the effect of polyphosphoric acid content of different industrial grades on the base asphalt was discussed.In addition, the effect of asphalt modification with rubber powder and polyphosphoric acid was also studied.The results showed that the modified effect of PPA on asphalt with less asphaltene content was not obvious.The addition of PPA and CR into asphalt can further improve the temperature sensitivity and high temperature performance of asphalt. PPA does not significantly reduce the low temperature performance of rubber asphalt.The modification technology of PPA compound rubber asphalt can restrain the aging problem caused by using single rubber powder to modify the asphalt at high temperature.The high temperature properties of polyphosphoric acid modified asphalt were studied by multistress creep recovery test (MSCR).The test results show that the creep compliance of asphalt modified by PPA greatly decreases, and the rutting resistance is improved. With the increase of polyphosphoric acid content, the recovery rate increases, and the elastic recovery property of binder increases.The main curves of PPA modified asphalt were constructed to study the effects of PPA content and the industrial grade of PPA on the asphalt properties in the wide range of temperature and loading rate.The results show that with the addition of polyphosphoric acid to the base asphalt, the rutting resistance (G * / P / sin 未) is greatly improved at each test temperature and loading frequency.However, the degree of increase is affected by PPA industrial grade and aging conditions.The suitable temperature sensitivity evaluation index of PPA modified asphalt was studied.The results show that the complex index CNI can distinguish the temperature sensitivity of different asphalts and can be used as an index to evaluate the temperature sensitivity of polyphosphoric acid.The effect of polyphosphoric acid on the physical properties of base asphalt after thermal oxygen aging was studied systematically.The results show that the aging reaction of PPA modified asphalt is a first order kinetic reaction.Compared with the base asphalt, the PPA modified asphalt has higher activation energy and lower aging reaction rate. The aging resistance of the PPA modified asphalt is better than that of the base asphalt.The economic and environmental benefit analysis shows that the modified asphalt with polyphosphoric acid can reduce the modification cost and reduce the greenhouse gas emission caused by the traditional modification technology.
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U414

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本文編號：1689592