發(fā)布時間：2018-04-14 16:30

  本文選題：瀝青老化 + 微觀評價指標(biāo)��； 參考：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：瀝青路面以其優(yōu)良的路用性能,在現(xiàn)代道路中得到廣泛的使用,而關(guān)于瀝青的的分子結(jié)構(gòu)組成以及微觀結(jié)構(gòu)的分布情況,都會影響瀝青的宏觀路用性能。國內(nèi)在瀝青的選取現(xiàn)階段大都采用經(jīng)驗方法,而關(guān)于瀝青的研究也多以宏觀為主,在微觀結(jié)構(gòu)研究尤其是應(yīng)用原子力顯微鏡方面十分有限,因此本文主要對瀝青原樣和瀝青老化后的樣品在微觀結(jié)構(gòu)等方面的特性進行基礎(chǔ)理論研究。采用針入度、軟化點等常規(guī)評價指標(biāo)以及流變學(xué)等力學(xué)性能研究,系統(tǒng)地分析老化對瀝青性能的影響,并利用原子力顯微鏡探究瀝青老化前后微觀形貌與微觀力學(xué)性能的改變;利用傅里葉紅外光譜分析手段對瀝青老化前后化學(xué)官能團變化進行定性以及定量分析,并與瀝青宏觀老化性能對比,分析微觀層面上瀝青老化規(guī)律及其適用性。采用傳統(tǒng)針入度體系,測定瀝青的針入度、軟化點、延度、粘度,對瀝青硬度、稠度等宏觀性能進行分析。采用動態(tài)剪切流變儀(DSR)對瀝青老化前后樣品進行動彈剪切流變實驗、溫度掃描實驗、多應(yīng)力重復(fù)蠕變實驗等,對瀝青力學(xué)性能進行分析評價。瀝青老化過程導(dǎo)致瀝青勁度模量的增大,而SBS改性劑的摻入可以在一些方面減緩瀝青老化帶來的影響,通過一系列指標(biāo)表明SBS改性劑對瀝青高溫、中溫以及感溫性能指標(biāo)均產(chǎn)生一定程度的提升。使用原子力顯微鏡分析瀝青老化過程中微觀形貌與微觀力學(xué)性能的變化,通過粗糙度、蜂型結(jié)構(gòu)波峰區(qū)域面積比等指標(biāo)研究瀝青老化過程中微觀改變規(guī)律,解釋老化后微觀表面粗糙度的提高、蜂型結(jié)構(gòu)聚集程度增加。采用瀝青微觀楊氏模量,分析各瀝青樣品不同區(qū)域微觀力學(xué)特性,并應(yīng)用數(shù)學(xué)分析驗證蜂形結(jié)構(gòu)及其外部連續(xù)相部分楊氏模量的獨立性與差異顯著性,解釋蜂型結(jié)構(gòu)由不同種物質(zhì)所組成,使用蠟與瀝青質(zhì)共同作用理論可以較好的解釋蜂型結(jié)構(gòu)的生成和變化。使用傅里葉紅外光譜法研究老化前后各化學(xué)成分的變化,分析老化過程中官能團的生成以及分解,采用羰基系數(shù)與亞砜基系數(shù)對瀝青老化過程中的成分變化進行定量評價,輔以宏觀指標(biāo)相關(guān)性分析驗證紅外光譜評價指標(biāo)在老化研究中的可靠性。
[Abstract]:Asphalt pavement has been widely used in modern roads for its excellent road performance. However, the molecular composition and microstructure distribution of asphalt will affect the macroscopic road performance of asphalt.Most of the domestic asphalt selection at the present stage adopts the empirical method, and the research on the asphalt is mainly macro, especially in the application of atomic force microscope very limited in microstructure research.In this paper, the basic theoretical study on the microstructure of asphalt and asphalt aging samples is carried out.The influence of aging on asphalt properties was analyzed systematically by means of conventional evaluation indexes such as penetration softening point and rheology. The changes of microstructure and mechanical properties of asphalt before and after aging were investigated by atomic force microscope (AFM).The changes of chemical functional groups before and after asphalt aging were analyzed qualitatively and quantitatively by means of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and compared with the macroscopic aging properties of asphalt, the aging law and applicability of asphalt on microscopic level were analyzed.The penetration, softening point, ductility and viscosity of asphalt were measured by traditional penetration system. The hardness and consistency of asphalt were analyzed.The dynamic shear rheology test, temperature scanning experiment, multiple stress repeated creep test and so on were carried out to analyze and evaluate the mechanical properties of asphalt before and after aging by using dynamic shear rheometer (DSRs).The aging process of asphalt leads to the increase of stiffness modulus of asphalt, and the addition of SBS modifier can slow down the effect of asphalt aging in some aspects. It is shown by a series of indexes that SBS modifier has high temperature effect on asphalt.The medium temperature and the temperature sensing performance index are improved to a certain extent.The changes of microstructure and mechanical properties of asphalt during aging were analyzed by atomic force microscope (AFM). The microcosmic change of asphalt during aging was studied by means of roughness and area ratio of bee structure wave peak area.It is explained that the increase of surface roughness after aging results in an increase in the degree of agglomeration of wasp structure.The micromechanical properties of different regions of asphalt samples were analyzed by using the micro Young's modulus of asphalt, and the independence and difference of Young's modulus of bee shaped structure and its external continuous phase were verified by mathematical analysis.The theory of wax and asphaltene interaction can explain the formation and change of bee type structure.The changes of chemical constituents before and after aging were studied by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The formation and decomposition of functional groups during aging were analyzed. The carbonyl coefficients and sulfoxide coefficients were used to quantitatively evaluate the composition changes during the aging process of asphalt.The reliability of infrared spectrum evaluation index in aging research was verified by macroscopical correlation analysis.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U414

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本文編號：1750150