【摘要】：SBS改性瀝青雖然應(yīng)用廣泛,但是在使用期中存在耐久性問題,在高溫多雨區(qū)尤為普遍。老化使得SBS改性瀝青各項(xiàng)技術(shù)性能劣化,最終對瀝青混合料的路用性能產(chǎn)生極大的不利影響。本文通過試驗(yàn)對高溫多雨區(qū)SBS改性瀝青及混合料的老化特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。通過試驗(yàn)分析了改性劑摻量、加工工藝參數(shù)、助劑種類及含量對改性瀝青抗老化性能的影響,在此基礎(chǔ)上,通過建立非線性微分老化方程和老化速率方程,提出用老化速率參數(shù)r評價改性瀝青的抗老化性能;通過灰色-突變理論分析可知,在163℃延時RTFOT試驗(yàn)條件下,SBS改性瀝青各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均在老化100min內(nèi)發(fā)生了突變,不同指標(biāo)對瀝青老化的敏感程度不同;建立了以粘度為參數(shù)的Arrhrenius方程,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)活化能隨著老化時間延長而增加。通過熒光分析和IPP軟件量化處理發(fā)現(xiàn),SBS所占面積比和平均粒徑隨著老化時間延長呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢;通過FTIR試驗(yàn)可知瀝青老化過程中主要發(fā)生的是吸氧反應(yīng),導(dǎo)致BI指數(shù)下降,CI、SI指數(shù)上升,并且CI指數(shù)與135℃布氏粘度有良好的線性關(guān)系;通過DSR試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)SBS改性瀝青的車轍因子(G*/sinδ)隨著老化時間延長而顯著上升,通過灰色關(guān)聯(lián)熵分析發(fā)現(xiàn)亞砜基和羰基的含量對SBS改性瀝青流變性能影響較大;通過DMA分析可知玻璃化溫度T_g可以作為改性瀝青低溫性能的一個評價指標(biāo),與延度有良好的相關(guān)性。瀝青老化導(dǎo)致粘附性下降,使用光電比色法和表面自由能理論能夠?qū)φ掣叫赃M(jìn)行量化評價:隨著老化時間延長,SBS改性瀝青與集料的粘附率逐漸下降,與測試液體間的接觸角逐漸變大,表面自由能及其分量逐漸減小。根據(jù)改性瀝青中3300cm~(-1)處水分子羥基伸縮振動峰的變化,將水在瀝青膜中的擴(kuò)散過程分成了兩個階段,老化使得第一階段的擴(kuò)散系數(shù)逐漸增大。隨著SBS改性瀝青混合料老化程度的加深,動穩(wěn)定度和綜合穩(wěn)定指數(shù)、最大荷載、抗彎拉強(qiáng)度和彎曲勁度模量均逐漸增加,最大彎拉應(yīng)變、殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比均逐漸下降;不同老化程度瀝青混合料的疲勞性能都可以用疲勞方程g-n/s進(jìn)行表征,并且老化后的瀝青混合料疲勞壽命對應(yīng)力比變化更加敏感,耐久性變差。
【圖文】：

影響瀝青老化的最主要原因就是溫度和氧氣濃度，化，瀝青中的活性基團(tuán)發(fā)生氧化反應(yīng)改變了瀝青的化。SBS 改性瀝青老化過程中 SBS 分子鏈會產(chǎn)生BS 受熱后聚苯乙烯段較為穩(wěn)定，聚丁二烯段受熱后含有的不飽和 C=C 雙鍵，容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)從果大大降低。OT 試驗(yàn)?zāi)M瀝青的短期老化，因?yàn)樵撛囼?yàn)?zāi)軌驅(qū)r擬瀝青混合料拌和的實(shí)際狀態(tài)。根據(jù)長安大學(xué)栗培時 RTFOT 試驗(yàn)?zāi)軌蚰M瀝青在不同使用年限的老現(xiàn)性好，，室內(nèi)老化 360min 大致相當(dāng)于實(shí)際使用 6驗(yàn)采用上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司的 SYD-0610 型為了模擬 SBS 改性瀝青的在使用期內(nèi)的性能變化，80min、270min、360min。

圖 4.1 落射熒光顯微鏡 LW300LFT 圖 4.2 熒光顯微試片采用國際上實(shí)驗(yàn)室常用圖像分析測量軟件 Image pro-Plus 對所拍攝到的熒光顯微進(jìn)行處理，通過該軟件計(jì)算 SBS 顆粒的面積、平均粒徑等相關(guān)參數(shù)。對于曝光程度勻的熒光照片，借助 photoshop 軟件進(jìn)行切片，選取曝光均勻的切片用軟件處理。定分散相 SBS 顆粒時，采用該軟件的自動識別功能，避免了人為因素帶來的分析誤而實(shí)現(xiàn)圖像處理、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理一體化。（1）SBS 所占面積比首先在 Image pro-Plus 中讀入放大倍數(shù)為 400 倍的 SBS 改性瀝青原始熒光圖片，測量結(jié)果的準(zhǔn)確，需要進(jìn)行黑白化處理，將熒光圖片轉(zhuǎn)換成黑白圖片，使用 HSI 顏式來進(jìn)行分色選擇。黑白化處理后在照片中白色部分代表 SBS 顆粒，黑色部分代青。通過計(jì)算白色區(qū)域占整個區(qū)域的面積，可以得到 SBS 在改性瀝青體系中所占面。通過大量試驗(yàn)證明該方法計(jì)算 SBS 所占面積比，實(shí)現(xiàn) SBS 改性瀝青微觀分布狀量化評價是合理可靠的，由于篇幅原因，本文僅給出了以 3411 星型改性劑，改性
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U414

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2677073