本文關(guān)鍵詞：基于示蹤法再生混合料中新舊瀝青微觀混合狀態(tài)的研究

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【摘要】：隨著我國高速公路網(wǎng)的完善,越來越多的公路需要養(yǎng)護、重修,如何充分、有效重復利用廢舊瀝青混合料是一項重要的研究內(nèi)容。再生瀝青混合料應用過程中一個關(guān)鍵問題是新舊瀝青混合狀態(tài),混合狀態(tài)對再生混合料的性能有顯著影響,但對其并沒有取得明確的認識,國內(nèi)的研究較少,國外的研究大多是間接測試評價的方法。本文嘗試以直接觀測的方式從微觀尺度研究新舊瀝青的混合狀態(tài)。由于瀝青膠漿的復雜性,很難直接區(qū)分新舊瀝青,本研究采用示蹤劑跟蹤新瀝青,進而區(qū)分新舊瀝青。首先根據(jù)示蹤法的原則和研究目的,提出了不同的示蹤劑以及相應的檢測方式。先利用元素標記,選用環(huán)烷酸鈷、異辛酸鉛作為示蹤劑,采用能譜儀EDS面掃描獲得示蹤元素的分布圖,選用均勻度、分辨率、均勻系數(shù)分別對不同比例、不同分散時間的新瀝青進行示蹤劑分散均勻性分析,結(jié)果顯示示蹤劑可以在新瀝青中分散均勻,為混合料中的檢測建立基礎。提出EDS混合料樣品的制樣方法,并對大量的混合料樣品進行分析,但由于混合料中重元素含量高、示蹤元素含量低,EDS面掃描、EDS線掃描結(jié)果受干擾較大,EDS點分析結(jié)果顯示新舊瀝青總體混合程度較高,局部混合不均勻。環(huán)氧樹脂具有熒光效應,以環(huán)氧樹脂作為示蹤劑,通過激光共聚焦掃描顯微鏡進行觀測,首次測試到了再生瀝青混合料中新舊瀝青膠漿的微觀狀態(tài)圖像,顯示兩種瀝青整體相互融合,局部位置混合不均勻,直觀反映了新舊瀝青微觀相溶狀態(tài)。新舊瀝青混融不均勻性不僅發(fā)生在瀝青膜厚度方向上,也發(fā)生在垂直于厚度的方向上,混合不均勻性是三維存在的。嘗試了利用紅外光譜定量分析混合程度,以CTBN做示蹤劑,建立特征峰面積比與CTBN添加量的標準曲線,通過曲線反算樣品點的CTBN含量,以此分析兩種瀝青的平均混合程度,表明兩者混合程度較高,但沒有100%完全混合。設計了正交實驗,分析三種因素對平均混合程度的影響,結(jié)果表明影響顯著性從高到低為:拌和溫度、拌和時間、RAP摻量,為研究提高RAP摻量提供參考。本文首次采用直接的方式觀測了再生瀝青混合料中新舊瀝青微觀混合狀態(tài),首次觀察到了新舊瀝青存在狀態(tài)的微觀圖像;試驗證明示蹤法可以應用于新舊瀝青混合狀態(tài)的研究;試驗結(jié)果顯示,再生瀝青混合料中新舊瀝青處于復雜微觀混融狀態(tài),不單純是完全混合或部分混合的問題,實際存在多尺度、三維空間分散度和相溶度的問題;本研究可為提高再生瀝青混合料RAP比例研究提供參考。
【關(guān)鍵詞】：再生瀝青混合料 示蹤法 能譜儀 微觀分析 紅外光譜
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U414
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-29
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 再生技術(shù)國內(nèi)外應用現(xiàn)狀及存在的問題13-19
• 1.2.1 再生路面技術(shù)的分類14-16
• 1.2.2 再生技術(shù)國內(nèi)外應用現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 再生技術(shù)存在的問題17-19
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-27
• 本文研究內(nèi)容及研究路線27-29
• 第二章 示蹤劑與微觀測試方法分析29-52
• 2.1 示蹤技術(shù)及對示蹤劑的要求29-32
• 2.2 微觀測試方法選擇分析32-35
• 2.2.1 掃描電鏡SEM32-34
• 2.2.2 能譜儀EDS34-35
• 2.3 試驗方案與樣品制備35-40
• 2.3.1 試驗材料35-37
• 2.3.2 實驗方案37-39
• 2.3.3 樣品制備39-40
• 2.4 示蹤劑分散結(jié)果分析40-44
• 2.5 分散均勻性定量評價44-51
• 2.5.1 分辨率法44-46
• 2.5.2 網(wǎng)格計數(shù)法46-48
• 2.5.3 分散的方向性48-51
• 2.6 本章小結(jié)51-52
• 第三章 EDS法研究混合料中新舊瀝青的混合52-69
• 3.1 再生瀝青混合料中的新舊瀝青混合狀態(tài)問題分析52-56
• 3.2 實驗材料和實驗方案56-59
• 3.2.1 實驗材料56-58
• 3.2.2 實驗方案58-59
• 3.3 實驗結(jié)果59-64
• 3.3.1 鈷元素標記結(jié)果59-62
• 3.3.2 鉛元素標記結(jié)果62-64
• 3.4 EDS點分析64-67
• 3.5 誤差分析及本章小結(jié)67-68
• 3.5.1 誤差分析67-68
• 3.6 本章小結(jié)68-69
• 第四章 熒光法研究混合料新舊瀝青的混合69-84
• 4.1 熒光儀器分析69-71
• 4.1.1 熒光顯微鏡69-70
• 4.1.2 激光共聚焦掃描顯微鏡70-71
• 4.2 SBS瀝青與混合料熒光71-74
• 4.2.1 SBS改性瀝青71-73
• 4.2.2 SBS改性瀝青再生混合料熒光73-74
• 4.3 環(huán)氧瀝青與混合料熒光74-82
• 4.3.1 環(huán)氧瀝青熒光74-76
• 4.3.2 環(huán)氧樹脂作為新瀝青76-80
• 4.3.3 環(huán)氧瀝青作為標記物分析80-82
• 4.4 本章小結(jié)82-84
• 第五章 紅外光譜定量分析84-98
• 5.1 紅外光譜介紹84-85
• 5.2 實驗方案85-86
• 5.2.1 實驗原理85-86
• 5.2.2 前期實驗方案86
• 5.3 實驗結(jié)果與標準曲線建立86-90
• 5.3.1 對照實驗結(jié)果86-87
• 5.3.2 CTBN分散均勻性分析87-88
• 5.3.3 建立標準曲線88-90
• 5.4 定量分析新舊瀝青混合程度90-96
• 5.4.1 實驗方案90-92
• 5.4.2 實驗結(jié)果92-95
• 5.4.3 正交實驗結(jié)果分析95-96
• 5.5 本章小結(jié)96-98
• 結(jié)論與展望98-100
• 參考文獻100-106
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果106-107
• 致謝107-108
• 附件108

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本文編號：983131