發(fā)布時間：2020-07-30 10:13

【摘要】：瀝青膠結(jié)料的熱氧老化和紫外光(Ultraviolet,UV)老化是引起瀝青路面病害和耐久性不足的重要原因,向瀝青中添加改性劑是解決這一問題的有效手段。研究表明,蒙脫土(Montmorillonite,MMT)能夠顯著改善瀝青的耐熱氧老化性能,但對其低溫性能具有不利影響;紫外光吸收劑(Ultraviolet absorber,UVA)的摻入可以起到抑制UV老化進程的效果,但UVA的耐熱性較差,極易在瀝青混合料的拌合、攤鋪等過程中受熱失效。本文將UVA與有機化蒙脫土(Organic Montmorillonite,OMMT)進行插層復合,旨在同時顯著改善瀝青的耐熱氧和耐UV老化性能,延長瀝青路面的使用壽命。采取有機化插層的方法制備不同的UVA/OMMT復合改性劑(UV326/OMMT、UV328/OMMT、UV531/OMMT、UV770/OMMT),并通過X-射線衍射試驗(XRD)、傅立葉變化紅外光譜試驗(FTIR)和紫外可見光譜試驗(UV-vis)對其結(jié)構(gòu)、紫外光吸收和反射能力進行表征;制備5種摻量(0 wt%、1 wt%、2 wt%、3 wt%、4 wt%)的UVA/OMMT復合改性瀝青,并進行熱氧老化和UV老化試驗,通過物理和流變性能試驗對改性瀝青老化前后的性能進行評價,進而優(yōu)選出最佳的UVA/OMMT種類和摻量;最后,借助熒光顯微鏡(FM)、棒狀薄層色譜-氫火焰離子探測儀(TLC-FID)和FTIR試驗,研究了老化前后UVA/OMMT對瀝青微觀形貌、化學組成和化學結(jié)構(gòu)的影響,揭示了UVA/OMMT改善瀝青耐老化性能的作用機理。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)有機化插層處理后,UVA/OMMT的層間距顯著擴大,4種UVA與OMMT均形成了插層結(jié)構(gòu)的復合材料。與OMMT改性瀝青相比,UVA/OMMT改性瀝青的低溫性能有所改善。不同UVA/OMMT均可改善瀝青的耐熱氧和UV老化性能,其中UV326/OMMT和UV328/OMMT的改善效果較為顯著。機理分析表明,不同類型UVA/OMMT對瀝青性能的改善作用主要受其層狀結(jié)構(gòu)、UVA自身特性以及插層效果三者的綜合影響,在老化前主要受UVA/OMMT整體的插層效果影響,插層率越低,分散在瀝青中的“游離態(tài)”UVA越多,改性瀝青的低溫性能越好;TFOT過程中,UVA/OMMT與瀝青形成了插層結(jié)構(gòu),氧氣進入瀝青內(nèi)部的路徑因此被延長和阻隔,瀝青的熱氧老化性能得到改善;UV老化過程中,大量與OMMT成功形成插層結(jié)構(gòu)的UV328和UV326在瀝青中通過捕獲自由基和吸收紫外光的方式來抑制UV老化反應的進行,改性瀝青的耐UV老化性能得到顯著改善。
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U414

【參考文獻】

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本文編號：2775396