納米尺度瀝青微觀結(jié)構(gòu)特征演化分析
本文選題:道路工程 + 老化瀝青樣本; 參考:《中國公路學(xué)報》2017年01期
【摘要】:為研究老化引起的瀝青納米尺度微觀結(jié)構(gòu)演化特征,建立微觀結(jié)構(gòu)演化特征與宏觀尺度性能衰變之間的相關(guān)關(guān)系,分別選取實驗室老化和現(xiàn)場老化回收的瀝青樣本為研究對象,利用原子力顯微技術(shù)(AFM)和動態(tài)剪切流變試驗(DSR),對瀝青表面微觀結(jié)構(gòu)的演變特性和宏觀性能的衰變規(guī)律進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:老化對瀝青表面微觀結(jié)構(gòu)形貌有顯著影響,未老化瀝青和短期老化(RTFOT)瀝青樣本表面形貌中存在典型的"蜂相結(jié)構(gòu)",長期老化(PAV)和銑刨料(RAP)中抽提回收的瀝青樣本其表面形貌僅呈現(xiàn)一些褶皺似的凸起和亮白色斑點;在納米尺度,老化改變了瀝青納米級相態(tài)的空間分布特性,降低了相態(tài)之間表面高度差異,表面高度以及表面粗糙度指標(biāo)可以量化這種空間分布的特征;宏觀尺度上,瀝青樣本黏彈特性發(fā)生顯著變化,復(fù)數(shù)剪切模量升高,相位角降低,這種流變響應(yīng)可以表征老化引起的流變性能的演變;诖,提出了瀝青納米級形貌特征和流變性能相關(guān)關(guān)系的量化表征模型。
[Abstract]:In order to study the evolution characteristics of asphalt nanoscale microstructure induced by aging and to establish the correlation between microstructure evolution characteristics and macro-scale performance decay, asphalt samples recovered from laboratory aging and field aging were selected as research objects. Atomic force microscopy (AFM) and dynamic shear rheological test (DSR) were used to study the evolution characteristics of asphalt surface microstructure and the decay law of macroscopic properties. The results show that the aging has a significant effect on the microstructure and morphology of asphalt surface. There are typical "bee phase structures" in the surface morphology of unaged asphalt and short term aging asphalt (RTFOT). The surface morphology of the recovered asphalt samples extracted from long term aging (PAV) and milling planer (rap) only shows some wrinkle protrusions and bright white spots. At nanometer scale, aging changes the spatial distribution characteristics of asphalt nanoscale phase, reduces the difference of surface height between phase states, and the surface height and surface roughness index can quantify the spatial distribution characteristics. The viscoelastic properties of asphalt samples vary significantly, the complex shear modulus increases and the phase angle decreases. This rheological response can characterize the evolution of rheological properties caused by aging. Based on this, a quantitative characterization model of the relationship between the morphology and rheological properties of asphalt was proposed.
【作者單位】: 同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點實驗室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金項目(51678443) 上海市浦江人才計劃項目(PJ[2012]0001778) 江西省交通運輸廳科技項目(2013C0012)
【分類號】:U414
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,本文編號:2078803
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