太陽紫外線輻射會引發(fā)瀝青路面老化,劣化其路用性能,降低使用壽命。隨著我國公路網(wǎng)的建設(shè)布局重點逐步向西部高海拔和低緯度等紫外線輻射強烈地區(qū)轉(zhuǎn)移,加上全球氣候惡化,臭氧層不斷變薄,瀝青路面的老化問題日益彰顯。本文選擇常用的SBS改性瀝青開展紫外光老化機理及其性能衰變特性研究,對瀝青路面耐久性的提升具有重要意義,并可為瀝青路面的抗紫外老化研究及預(yù)防性養(yǎng)護提供理論基礎(chǔ)和參考價值。采用本課題組研發(fā)的紫外環(huán)境模擬箱開展不同工況下（波長、強度、時間）的2×4×4模擬老化正交試驗,并與太陽曝曬老化進行對比。研究發(fā)現(xiàn)基于性能衰變及表觀形貌和微觀結(jié)構(gòu)變化特征,輻射強度與時間具有老化累積效應(yīng),但并不遵循輻射總量相當(dāng)原則。紫外線波長越短,能量越大,對瀝青的老化損傷越強。采用三大指標(biāo)試驗及流變學(xué)手段開展SBS改性瀝青紫外老化性能衰變特性研究。與TFOT老化相比,經(jīng)紫外老化后,SBS改性瀝青大體表現(xiàn)為:（1）針入度降低,太陽曝曬老化80 d后殘留針入度比僅為33.9%;（2）軟化點稍有浮動;（3）延度下降,甚至無法測量;（4）粘度增大,室內(nèi)紫外老化粘度增幅相對較小,尤其是395nm的紫外老化,其粘度老化指數(shù)最大僅... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２瀝青路面老化程度隨時間變化圖??

碩士學(xué)位論文??２．２＿２流變性能試驗??（１）?ＤＳＲ試驗??動態(tài)剪切流變儀（Ｄｙｎａｍｉｃ?Ｓｈｅａｒ?Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ，簡稱ＤＳＲ）試驗是ＳＨＲＰ提出的用于??評價瀝青高溫穩(wěn)定性能的標(biāo)準方法。ＤＳＲ試驗通過控制應(yīng)力或應(yīng)變進行加載。其原理為??給瀝青試樣施加一個正弦變化的應(yīng)變或應(yīng)力，瀝青內(nèi)部必然會產(chǎn)生一個正弦交變的應(yīng)力??或應(yīng)變，如圖２．２及圖２．３所示。瀝青作為典型的粘彈性材料，具有較高的溫度敏感性。??當(dāng)溫度極低時，在荷載作用下呈現(xiàn)彈性特征，表現(xiàn)為較為明顯的虎克彈性體，應(yīng)力與應(yīng)??變完全同步；而在高溫狀態(tài)下，瀝青軟化猶如粘性液體，服從牛頓定律，在荷載作用下，??雖然也會產(chǎn)生相應(yīng)的荷載響應(yīng)，但應(yīng)力與應(yīng)變在試件上會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象（二者相對滯后??的時間差即為相位角幻。但實際上，瀝青特性較為復(fù)雜，在通常的路面溫度范圍內(nèi)，??瀝青并非完全服從虎克定律或牛頓定律，而是同時表現(xiàn)為粘性流體和彈性固體的粘彈性??特征，故相位角介于０？ｔｉ／２之間。ＤＳＲ試驗通過測定瀝青原樣、（ＲＸＴＦＯＴ及ＰＡＶ老化??試樣的復(fù)數(shù)模量和相位角，來表征瀝青的粘彈性行為。以車轍因子｜Ｇ＊｜／ｓｉｎ５評價瀝青的??高溫性能。試驗規(guī)定在ｌ〇ｒａｄ／ｓ的剪切速率下，要求必須滿足：ａ．原樣浙青的｜Ｇ＊｜／ｓｉｎＪ??２?１．０?ｋＰａ；?ｂ．ＲＴＦＯＴ?老化后瀝青的?１０＊１／３＾２?２．２?ｋＰａ；?ｃ．ＰＡＶ?老化后瀝青的｜Ｇ＊｜／ｓｉｍ５Ｓ??５ＭＰａ〇??Ｍｓ?力?Ｉ?ａ?ｆ??ｇ?二?ｆ?！??參??圖２．２?ＤＳＲ工作原理?圖２．３交變作用下的應(yīng)變與應(yīng)力??本文采用的動態(tài)剪切流變儀型號為德國生產(chǎn)的ＰｈｙｓｉｃａＭＣＲ３０１型，采用

蠕變速率評價瀝青的低溫性能，試驗溫度較路面最低設(shè)計溫度高ｌ〇°Ｃ，??相當(dāng)于測定瀝青在路面最低設(shè)計溫度下２?ｈ的勁度模量和蠕變速率�？紤]到瀝青路而低??溫開裂多發(fā)生于路面運營一段時間之后，此時瀝青已經(jīng)歷過施工期及其前期的短期老化，??同時也正經(jīng)歷運營期的長期老化，故ＳＨＲＰ所采用的瀝青為經(jīng)ＲＴＦＯＴ和ＰＡＶ雙重老化??后的試樣，且規(guī)定６０ｓ時必須滿足勁度模量不超過３００?ＭＰａ，蠕變速率要求不小于０．３。??匕?Ｊ?￣￣?３８??＾?＾?？ｒ＜ｔａ??［？］’?Ｔ?Ｖｒ－??圖２．４彎曲梁流變儀示意圖??本文采用美國Ｃａｎｎｏｎ生產(chǎn)的彎曲梁流變儀進行低溫抗裂性能試驗。其示意圖如圖??２．４所示。計算機自動采集小梁０？２４０?ｓ時刻的荷載與變形，并自動記錄８?ｓ、１５?ｓ、３０??ｓ、６０ｓ、１２０?ｓ、２４０?ｓ下的蠕變勁度和蠕變速率�？赏ㄟ^分析老化前后瀝青試樣的蠕變??勁度和相蠕變速率變化特征，進而評價瀝青老化程度和性能。??（３）布氏粘度試驗??２１??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]SBS改性瀝青高溫流變性能與相態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)系[J]. 寇長江,肖鵬,康愛紅,吳正光,婁可可.  材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2017(06)
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博士論文
[1]模擬紫外環(huán)境下瀝青流變行為及老化機理的研究[D]. 王佳妮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[2]瀝青紫外光老化特性研究[D]. 龐凌.武漢理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于熱、光耦合條件下SBS改性瀝青老化機理研究[D]. 劉麗.重慶交通大學(xué) 2015
[2]瀝青材料的快速識別與分析方法研究[D]. 唐潔瓊.北京化工大學(xué) 2015
[3]基于光熱耦合條件下SBS改性瀝青老化特性研究[D]. 張杰文.重慶交通大學(xué) 2014
[4]瀝青與瀝青混合料光熱老化路用性能研究[D]. 張保立.重慶交通大學(xué) 2010



本文編號：3265407