改革開(kāi)放40年來(lái),我國(guó)的高速公路發(fā)展取得了巨大成就,而路用瀝青感溫性的問(wèn)題仍未得到根本的解決。作為瀝青使用性能的核心指標(biāo),感溫性影響著瀝青路面高低溫區(qū)段的宏觀功能體現(xiàn)。瀝青對(duì)路面車(chē)轍貢獻(xiàn)較高。瀝青在高溫區(qū)段對(duì)溫度敏感,則會(huì)加重瀝青的車(chē)轍病害。瀝青路面低溫性能是瀝青的低溫抗裂能力的主要影響因素。瀝青在低溫區(qū)段對(duì)溫度敏感,則會(huì)加速瀝青脆裂,造成路面開(kāi)裂病害。因此,瀝青感溫性研究對(duì)提高路面使用性能和服役時(shí)間具有重要意義。本文通過(guò)模擬—試驗(yàn)—理論相結(jié)合的研究思路,探究瀝青感溫性的微觀性質(zhì)特征與宏觀性能表現(xiàn)之間的關(guān)系,試圖得到瀝青感溫性的微觀影響機(jī)理和微宏觀變量之間的相關(guān)關(guān)系,為今后瀝青感溫性的研究提供一定的方向和基礎(chǔ)。選取盤(pán)錦90#瀝青,中海油90#瀝青、盤(pán)錦90#SBS改性瀝青、中海油90#SBS改性瀝青、長(zhǎng)期老化后的盤(pán)錦90#瀝青,長(zhǎng)期老化后的中海油90#瀝青六種瀝青樣本作為研究對(duì)象。利用四組分組裝法,構(gòu)建瀝青分子模型。通過(guò)Materials Studio軟件進(jìn)行200ps的分子動(dòng)力學(xué)模擬,以求觀測(cè)其微觀性質(zhì)。通過(guò)對(duì)瀝青分子結(jié)構(gòu)密度、溶解度參數(shù)、均方位移等指標(biāo)的計(jì)算判斷分子模型的合理性和平衡性。運(yùn)用E-d-m法計(jì)算瀝青分子的結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過(guò)內(nèi)聚能密度的計(jì)算研究瀝青高溫性能在微觀層面上的表現(xiàn)。通過(guò)玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度的計(jì)算研究瀝青低溫性能在微觀層面上的表現(xiàn)。并驗(yàn)證了利用溶解度參數(shù)估算玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度的合理性。利用總體徑向分布函數(shù)圖研究瀝青分子的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。利用代表原子苯環(huán)碳的徑向分布函數(shù)圖探究代表原子的微觀聚集狀態(tài)。對(duì)六種瀝青樣本進(jìn)行基本性能試驗(yàn),把握其總體性能。分別對(duì)六種瀝青樣本進(jìn)行動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)、低溫小梁彎曲蠕變?cè)囼?yàn)測(cè)定其復(fù)數(shù)模量、相位角、車(chē)轍因子、彎曲蠕變模量、蠕變速率m等指標(biāo),評(píng)價(jià)瀝青的高低溫性能。選用復(fù)數(shù)模量與溫度雙對(duì)數(shù)回歸直線的斜率作為評(píng)價(jià)瀝青高溫感溫性的指標(biāo)。選用彎曲蠕變模量與溫度雙對(duì)數(shù)回歸直線的斜率作為評(píng)價(jià)瀝青低溫感溫性的指標(biāo)。通過(guò)灰關(guān)聯(lián)分析瀝青微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與高低溫瀝青感溫性的關(guān)聯(lián)程度。通過(guò)多元線性回歸分析得到瀝青結(jié)構(gòu)參數(shù)與瀝青高低溫感溫性的回歸方程。推論出影響瀝青溫度敏感性的微觀參數(shù)的影響機(jī)理。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：U414
【部分圖文】：

圖 1.2 車(chē)轍（左）.1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀瀝青感溫性是評(píng)價(jià)瀝青質(zhì)量的核心指標(biāo)，進(jìn)而可以推測(cè)其能保持路面功能的溫度通道路瀝青在高等級(jí)公路工程的使用技術(shù)的相關(guān)指標(biāo)，瀝青感溫性指標(biāo)的研究再次究?jī)?nèi)容[12],[13]。針入度指數(shù) PI 是一種非常常度對(duì)數(shù)與溫度線性相關(guān)，認(rèn)定瀝青軟化點(diǎn)是通過(guò)求得25℃到軟化點(diǎn)間針入度對(duì)數(shù)與[14]，PI 作為一種評(píng)價(jià)瀝青感溫性能的技術(shù)深入研究，提出瀝青粘度-溫度指數(shù) VTS；

圖 1.3 瀝青微觀體系認(rèn)為瀝青是由瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、芳香分和飽和分組出了瀝青的組分構(gòu)成，同時(shí)也希望在微觀層面上而產(chǎn)生的反應(yīng)變化，以便從本質(zhì)上解釋瀝青的宏微鏡(SEM)，紅外線光譜（IR）、核磁共振（NMR在瀝青材料微觀結(jié)構(gòu)的研究中，并取得了諸多成結(jié)構(gòu)和相態(tài)結(jié)構(gòu)分析，著重研究了共混物兩相的，提出了流變方程來(lái)表示聚合物改性瀝青流變性r 最早利用 AFM 觀察到“蜂形結(jié)構(gòu)”等[25]。學(xué)者們術(shù)與瀝青結(jié)構(gòu)研究結(jié)合起來(lái)，來(lái)推測(cè)瀝青種種宏觀分子的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為，功能分為預(yù)測(cè)型（預(yù)象機(jī)理）兩類(lèi)，近年來(lái)廣泛應(yīng)用于藥物設(shè)計(jì)、材

二甲基萘作為芳香分的代表分子[39]。瀝青質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征較為復(fù)雜，其特征總體而言則是芳環(huán)高度縮合，且?guī)в休^長(zhǎng)支鏈和其他少量原子的大分子結(jié)構(gòu)，且不同地區(qū)生產(chǎn)的瀝青其瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)特征也有明顯不同，相應(yīng)的，對(duì)于膠質(zhì)的研究也出現(xiàn)了不同的結(jié)果，王大喜等人通過(guò)核磁共振分析，發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)分子是由稠環(huán)芳烴和脂肪烴與短烷烴鏈互相連接成，并夾雜著硫、氮、氧等少量其他原子[40]。而 OldenburgT B P 等通過(guò)氣相色譜分析-質(zhì)譜法分離出膠質(zhì)的結(jié)構(gòu)，則為高度縮合的芳環(huán)和環(huán)烷烴與短支鏈的組合[41]。因此膠質(zhì)分子的選用也應(yīng)該根據(jù)所選瀝青樣本的實(shí)際情況來(lái)確定。王嵐曾在膠粉與瀝青的相容性研究中對(duì)盤(pán)錦 90#瀝青的組分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬，并對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證，因此盤(pán)錦 90#瀝青的分子選用可參考其所選組分分子結(jié)構(gòu)[42]。于共奇在對(duì)重質(zhì)油溶解性研究中選用了綏中（中海油 90#瀝青的產(chǎn)地）重質(zhì)油組分的相關(guān)結(jié)構(gòu)，因此中海油 90#瀝青的組分分子選取可參考其研究[43]。不同瀝青樣本各組分以及 SBS 改性劑代表分子式如圖 2.1~2.7 所示：

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本文編號(hào)：2829471