發(fā)布時間：2020-09-29 08:14

　　 改革開放40年來,我國的高速公路發(fā)展取得了巨大成就,而路用瀝青感溫性的問題仍未得到根本的解決。作為瀝青使用性能的核心指標,感溫性影響著瀝青路面高低溫區(qū)段的宏觀功能體現(xiàn)。瀝青對路面車轍貢獻較高。瀝青在高溫區(qū)段對溫度敏感,則會加重瀝青的車轍病害。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)段對溫度敏感,則會加速瀝青脆裂,造成路面開裂病害。因此,瀝青感溫性研究對提高路面使用性能和服役時間具有重要意義。本文通過模擬—試驗—理論相結合的研究思路,探究瀝青感溫性的微觀性質特征與宏觀性能表現(xiàn)之間的關系,試圖得到瀝青感溫性的微觀影響機理和微宏觀變量之間的相關關系,為今后瀝青感溫性的研究提供一定的方向和基礎。選取盤錦90#瀝青,中海油90#瀝青、盤錦90#SBS改性瀝青、中海油90#SBS改性瀝青、長期老化后的盤錦90#瀝青,長期老化后的中海油90#瀝青六種瀝青樣本作為研究對象。利用四組分組裝法,構建瀝青分子模型。通過Materials Studio軟件進行200ps的分子動力學模擬,以求觀測其微觀性質。通過對瀝青分子結構密度、溶解度參數(shù)、均方位移等指標的計算判斷分子模型的合理性和平衡性。運用E-d-m法計算瀝青分子的結構參數(shù)。通過內(nèi)聚能密度的計算研究瀝青高溫性能在微觀層面上的表現(xiàn)。通過玻璃態(tài)轉化溫度的計算研究瀝青低溫性能在微觀層面上的表現(xiàn)。并驗證了利用溶解度參數(shù)估算玻璃態(tài)轉化溫度的合理性。利用總體徑向分布函數(shù)圖研究瀝青分子的結構狀態(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)。對六種瀝青樣本進行基本性能試驗,把握其總體性能。分別對六種瀝青樣本進行動態(tài)剪切流變試驗、低溫小梁彎曲蠕變試驗測定其復數(shù)模量、相位角、車轍因子、彎曲蠕變模量、蠕變速率m等指標,評價瀝青的高低溫性能。選用復數(shù)模量與溫度雙對數(shù)回歸直線的斜率作為評價瀝青高溫感溫性的指標。選用彎曲蠕變模量與溫度雙對數(shù)回歸直線的斜率作為評價瀝青低溫感溫性的指標。通過灰關聯(lián)分析瀝青微觀結構參數(shù)與高低溫瀝青感溫性的關聯(lián)程度。通過多元線性回歸分析得到瀝青結構參數(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)的影響機理。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U414
【部分圖文】：

圖 1.2 車轍（左）.1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀瀝青感溫性是評價瀝青質量的核心指標，進而可以推測其能保持路面功能的溫度通道路瀝青在高等級公路工程的使用技術的相關指標，瀝青感溫性指標的研究再次究內(nèi)容[12],[13]。針入度指數(shù) PI 是一種非常常度對數(shù)與溫度線性相關，認定瀝青軟化點是通過求得25℃到軟化點間針入度對數(shù)與[14]，PI 作為一種評價瀝青感溫性能的技術深入研究，提出瀝青粘度-溫度指數(shù) VTS；

圖 1.3 瀝青微觀體系認為瀝青是由瀝青質、膠質、芳香分和飽和分組出了瀝青的組分構成，同時也希望在微觀層面上而產(chǎn)生的反應變化，以便從本質上解釋瀝青的宏微鏡(SEM)，紅外線光譜（IR）、核磁共振（NMR在瀝青材料微觀結構的研究中，并取得了諸多成結構和相態(tài)結構分析，著重研究了共混物兩相的，提出了流變方程來表示聚合物改性瀝青流變性r 最早利用 AFM 觀察到“蜂形結構”等[25]。學者們術與瀝青結構研究結合起來，來推測瀝青種種宏觀分子的靜態(tài)結構和動態(tài)行為，功能分為預測型（預象機理）兩類，近年來廣泛應用于藥物設計、材

二甲基萘作為芳香分的代表分子[39]。瀝青質的結構特征較為復雜，其特征總體而言則是芳環(huán)高度縮合，且?guī)в休^長支鏈和其他少量原子的大分子結構，且不同地區(qū)生產(chǎn)的瀝青其瀝青質結構特征也有明顯不同，相應的，對于膠質的研究也出現(xiàn)了不同的結果，王大喜等人通過核磁共振分析，發(fā)現(xiàn)膠質分子是由稠環(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 等通過氣相色譜分析-質譜法分離出膠質的結構，則為高度縮合的芳環(huán)和環(huán)烷烴與短支鏈的組合[41]。因此膠質分子的選用也應該根據(jù)所選瀝青樣本的實際情況來確定。王嵐曾在膠粉與瀝青的相容性研究中對盤錦 90#瀝青的組分結構進行了模擬，并對其進行了驗證，因此盤錦 90#瀝青的分子選用可參考其所選組分分子結構[42]。于共奇在對重質油溶解性研究中選用了綏中（中海油 90#瀝青的產(chǎn)地）重質油組分的相關結構，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：2829471