發(fā)布時(shí)間：2020-10-27 19:51

　　 本文針對(duì)現(xiàn)階段橋面鋪裝材料難以適應(yīng)鋼橋面變形大的不足,旨在研發(fā)一種適用于橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的新型材料─聚氨酯(PU)改性瀝青,并通過一系列室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)聚氨酯改性瀝青及其混合料涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題:改性瀝青體系的最佳組成、流變性能、改性機(jī)理及路用性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,驗(yàn)證其是否適用于橋面結(jié)構(gòu)。本文選用兩種不同類型的聚氨酯樹脂對(duì)70#基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性,通過拉伸試驗(yàn)、離析試驗(yàn)、熒光顯微鏡試驗(yàn)分析及布式黏度試驗(yàn)分別確定了兩種PU改性瀝青中各組分的最佳摻量及固化溫度,最終確定兩種PU改性瀝青體系各材料的最佳摻量分別為:45%JM-PU、4%相容劑、12%擴(kuò)鏈交聯(lián)劑、3%偶聯(lián)劑、3%稀釋劑;40%JZ-PU、3%相容劑、12%擴(kuò)鏈交聯(lián)劑、4%偶聯(lián)劑、4%稀釋劑。確定兩種PU改性瀝青的固化溫度為130℃。本文通過DSR試驗(yàn)和BBR試驗(yàn)對(duì)不同摻量PU改性瀝青的流變性能進(jìn)行對(duì)比研究。研究發(fā)現(xiàn),聚氨酯的加入能夠改善瀝青的高溫性能、低溫性能、溫度敏感性及荷載作用頻率的敏感性;但隨著樹脂摻量的增加兩種改性瀝青的高溫性能不斷增長(zhǎng),而低溫性能會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降。綜合高、低溫性能兩方面,JM-PU改性瀝青聚氨酯的最佳摻量為45%,JZ-PU改性瀝青聚氨酯的最佳摻量為40%。本文通過紅外光譜分析(FTIR)、熱重分析(TGA)、原子力顯微鏡分析(AFM)對(duì)兩種PU改性瀝青的改性機(jī)理、熱穩(wěn)定性及微觀形貌進(jìn)行了研究。FTIR分析結(jié)果表明,兩種PU改性瀝青FTIR圖中均有新的吸收峰產(chǎn)生,說明兩種PU改性瀝青在改性過程中發(fā)生了反應(yīng);TGA分析結(jié)果表明,兩種聚氨酯的加入能夠改善了瀝青的熱穩(wěn)定性,其中JZ-PU對(duì)其改善效果更好;AFM分析結(jié)果表明,兩種聚氨酯的加入改變了瀝青分子的組成,導(dǎo)致兩種PU改性瀝青的“蜂形”結(jié)構(gòu)整體長(zhǎng)度變大,高度減小,同時(shí)提高了瀝青體系的剛性。通過一系列的室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)兩種PU改性瀝青混合料的強(qiáng)度及路用性能進(jìn)行了研究,試驗(yàn)結(jié)果表明,JM-PU改性瀝青混合料具有較高的抗彎拉強(qiáng)度,良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐疲勞開裂及耐老化性能;與JM-PU改性瀝青混合料相比JZ-PU改性瀝青混合料有較高的強(qiáng)度及高溫穩(wěn)定性。但兩種PU改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性較差,通過在改性瀝青中加入適量的液態(tài)抗剝落劑能夠改善二者的水穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U444
【部分圖文】：

聚酯型聚氨酯由多異氰酸酯與聚酯多元醇反應(yīng)而成，具有強(qiáng)度高、耐熱性好、耐磨性突出等特點(diǎn)。從分子結(jié)構(gòu)來看，聚氨酯是嵌段共聚物，由硬鏈段和軟鏈段組成，如圖 1.1 所示。其中硬鏈段通常是由反應(yīng)后的二異氰酸酯與擴(kuò)鏈劑組成，含有芳基等強(qiáng)極性基團(tuán)，對(duì)聚合物的力學(xué)性能及高溫性能產(chǎn)生影響；軟鏈段則由聚醚、聚酯等低聚物多元醇組成，對(duì)聚合物的柔韌性產(chǎn)生影響。通常聚氨酯硬鏈段比例越大，交聯(lián)密度越高，其力學(xué)性能與高溫性能越好；而軟鏈段比例越大，微相分離越趨于完全，柔韌性也就越好，因此可通過改變配方即改變多異氰酸酯和擴(kuò)鏈交聯(lián)劑的摻量、類型以及多元醇的摻量和分子量來調(diào)節(jié)聚氨酯的硬度[20]。聚氨酯的硬度可變范圍非常廣泛，是普通橡膠的數(shù)倍，在-50℃～200℃范圍內(nèi)均能保持良好的彈性特性，同時(shí)其磨耗值一般在 0.03～0.20mm3/m 范圍內(nèi)，耐磨性能十分突出，同時(shí)聚氨酯還有良好的阻尼減震性能[21]、耐熱和耐氧化性能。綜上所述，這些優(yōu)良的性能為其能成功應(yīng)用于公路交通領(lǐng)域提供了更多的可能。柔性鏈段 剛性鏈段

長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文保溫 1h。2）將制備好的 PU 改性瀝青緩緩澆入試模并輕輕振動(dòng)，使其均勻的分布在試模中免氣泡的產(chǎn)生，然后放入 130℃的烘箱中靜置養(yǎng)護(hù) 6h。3）養(yǎng)護(hù)完成后，將試模放置于室溫下充分冷卻，最后將成型的試件從試模中取出可進(jìn)行試驗(yàn)。將試件放置于拉力機(jī)的上下夾具中，試驗(yàn)溫度為 20℃，拉伸速率為 500mm/min，拉力機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)所用試模及拉力試驗(yàn)機(jī)如圖 2.1 和圖 2.2 所示。

U 改性瀝青緩緩澆入試模并輕輕振動(dòng)，使其后放入 130℃的烘箱中靜置養(yǎng)護(hù) 6h。將試模放置于室溫下充分冷卻，最后將成型力機(jī)的上下夾具中，試驗(yàn)溫度為 20℃，拉伸拉伸試驗(yàn)所用試模及拉力試驗(yàn)機(jī)如圖 2.1 和圖 2.1 啞鈴狀試模
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2858975