【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?yàn)r青中添加改性劑是解決這一問(wèn)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(duì)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(jìn)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(guò)程中受熱失效。本文將UVA與有機(jī)化蒙脫土(Organic Montmorillonite,OMMT)進(jìn)行插層復(fù)合,旨在同時(shí)顯著改善瀝青的耐熱氧和耐UV老化性能,延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。采取有機(jī)化插層的方法制備不同的UVA/OMMT復(fù)合改性劑(UV326/OMMT、UV328/OMMT、UV531/OMMT、UV770/OMMT),并通過(guò)X-射線衍射試驗(yàn)(XRD)、傅立葉變化紅外光譜試驗(yàn)(FTIR)和紫外可見光譜試驗(yàn)(UV-vis)對(duì)其結(jié)構(gòu)、紫外光吸收和反射能力進(jìn)行表征;制備5種摻量(0 wt%、1 wt%、2 wt%、3 wt%、4 wt%)的UVA/OMMT復(fù)合改性瀝青,并進(jìn)行熱氧老化和UV老化試驗(yàn),通過(guò)物理和流變性能試驗(yàn)對(duì)改性瀝青老化前后的性能進(jìn)行評(píng)價(jià),進(jìn)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(cè)儀(TLC-FID)和FTIR試驗(yàn),研究了老化前后UVA/OMMT對(duì)瀝青微觀形貌、化學(xué)組成和化學(xué)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(jī)理。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)有機(jī)化插層處理后,UVA/OMMT的層間距顯著擴(kuò)大,4種UVA與OMMT均形成了插層結(jié)構(gòu)的復(fù)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(jī)理分析表明,不同類型UVA/OMMT對(duì)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(guò)程中,UVA/OMMT與瀝青形成了插層結(jié)構(gòu),氧氣進(jìn)入瀝青內(nèi)部的路徑因此被延長(zhǎng)和阻隔,瀝青的熱氧老化性能得到改善;UV老化過(guò)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(guò)捕獲自由基和吸收紫外光的方式來(lái)抑制UV老化反應(yīng)的進(jìn)行,改性瀝青的耐UV老化性能得到顯著改善。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U414

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2775396