【摘要】：車輛在路面上行駛,輪胎胎面和路面會產(chǎn)生滾動阻力,從而影響能耗,降低能耗對于建設(shè)環(huán)境友好型社會將會產(chǎn)生積極影響。目前,關(guān)于滾動阻力研究,主要在輪胎方面。通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計,對橡膠輪胎進(jìn)行改性,并基于黏彈力學(xué)理論,從改變或降低橡膠的應(yīng)變滯后性出發(fā),獲得了低動態(tài)生熱的橡膠,用以生產(chǎn)低滾阻輪胎。而瀝青路面作為應(yīng)用最為廣泛的道路路面,但對于路面滾阻阻力這方面的研究處于空白。因此,本研究自主開發(fā)了一種低滾阻瀝青改性劑HPT,系統(tǒng)考察了HPT對改性瀝青物理性能的影響;采用動態(tài)力學(xué)分析,對流變學(xué)性能進(jìn)行了研究;并對低滾阻改性瀝青的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,探討了改性機(jī)理。首先,研究了HPT摻量對于低滾阻改性瀝青常規(guī)指標(biāo)的影響。研究結(jié)果表明:隨著HPT摻量的增加,其軟化點升高,針入度減小,延度降低,黏度增強(qiáng),并且有效改變了離析特性,緩解了由于高溫條件下,SBS產(chǎn)生的分散不均勻現(xiàn)象,能夠促進(jìn)SBS形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),增強(qiáng)其性能,若要按照SBS改性瀝青I-D標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范低滾阻改性瀝青,其低滾阻改性劑HPT摻量在0.25%-1.62%之間。其次,采用動態(tài)剪切流變實驗以及低溫彎曲梁流變實驗,研究了HPT摻量對于低滾阻改性瀝青流變性能的影響。研究結(jié)果表明:發(fā)現(xiàn)了相位角明顯區(qū)別于SBS改性瀝青,低滾阻改性瀝青相位角隨著溫度升高持續(xù)降低,此為“低滾阻”的思路來源;在高溫流變性能方面,首先利用應(yīng)力掃描確定線性黏彈區(qū)間,在1000Pa應(yīng)力范圍內(nèi)為低滾阻改性瀝青的線性黏彈區(qū)間應(yīng)力施加量;另做頻率掃描實驗,通過利用Cross模型以及Carreau模型對零剪切黏度進(jìn)行擬合,表明低滾阻改性瀝青的零剪切黏度明顯高于SBS改性瀝青,黏度高,抵抗變形能力強(qiáng),對于施工溫度的確定提供參考,通過MSCR實驗,得到HPT1.4%和1.6%摻量下,低滾阻改性瀝青高溫性能最強(qiáng);但低滾阻改性瀝青的低溫與疲勞性能較差,對于低溫開裂與疲勞裂縫的危害需后期進(jìn)行改善;與幾種常見改性瀝青相比,低滾阻改性瀝青溫度敏感性較低,隨溫度變化影響小,施工和易性較強(qiáng);確定出低滾阻改性劑能夠從宏觀流變角度大幅改良傳統(tǒng)的SBS改性瀝青,使其高溫性能優(yōu)異,通過對不同低滾阻改性劑HPT摻量的對比,確定1.4%-1.6%區(qū)間范圍內(nèi),存在最佳性能,可以根據(jù)此點為以后道路施工建設(shè)用量作為參考。第三,采用了熒光顯微鏡、紅外光譜分析儀以及差示掃描量熱儀等保證手段,進(jìn)行機(jī)理研究,低滾阻改性劑HPT可以起到雙重作用,首先HPT可以改善SBS改性瀝青的熱儲存穩(wěn)定性,解決了離析的問題;隨著HPT摻量的增加,其改性瀝青的性能逐漸改善;確定低滾阻改性劑HPT加入后,促進(jìn)了SBS與瀝青的鍵合,結(jié)合在SBS與瀝青的交結(jié)處,使其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固;HPT相對于SBS改性瀝青而言,為新的添加物質(zhì),有新的熔點,且熔點比SBS高,在路面高溫荷載下,黏流態(tài)轉(zhuǎn)變溫度變化小,能量損耗低,降低滾阻性能優(yōu)異。最后,借鑒輪胎工業(yè)輪胎滾阻測試方法,建立起了低滾阻改性瀝青滾動阻力測試評價方法。對比考察了低滾阻改性瀝青與SBS改性瀝青性能差異。參照《硫化橡膠壓縮屈撓試驗》標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行內(nèi)生熱性能評價。低滾阻改性瀝青相比SBS改性瀝青生熱率降低14.4%,同時低滾阻改性瀝青膠漿相比SBS改性瀝青膠漿生熱率降低15.5%,有效減少能量損耗;參照《汽車輪胎滾動阻力試驗方法》標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行滾動阻力性能評價。低滾阻改性瀝青與炭黑橡膠混煉制成的滾阻模型其生熱量相比SBS改性瀝青降低3.7%,功率損耗值降低5%,證明其低滾阻特性�；谝陨涎芯勘砻�,低滾阻改性劑HPT的加入,促進(jìn)了SBS與瀝青結(jié)合,降低相位角,提高了瀝青的高溫性能,有效降低滾動阻力,減小能量損耗。
【圖文】：

圖 2.1 SBS 改性劑所示，，選用 SBS 改性劑為岳陽化工生產(chǎn) YH1301-791H 為白色如表 2.2。表 2.2 SBS 改性劑指標(biāo)實驗結(jié)果YH1301-791H線型 30/70n 290000 ＞60 ＞18.0

低滾改性劑如圖2.2所示，低滾阻改性劑HPT為課題組自主研發(fā)的白色無味細(xì)微粉末
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U414

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