為研究在橡膠瀝青中摻入微量石墨烯對膠結(jié)料和混合料性能的影響,采用瀝青基本性能試驗及流變試驗對石墨烯復(fù)合改性橡膠瀝青的抗老化性能、高低溫性能等進行了評價�；赟uperpave設(shè)計方法對石墨烯復(fù)合橡膠改性瀝青進行SUP-13配合比設(shè)計,通過凍融劈裂試驗、浸水馬歇爾試驗、車轍試驗、低溫彎曲試驗等對混合料抗水損、高溫及低溫等性能進行綜合評價。根據(jù)室內(nèi)加速加載試驗結(jié)果探討了石墨烯復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的抗疲勞性能。結(jié)果表明:石墨烯復(fù)合橡膠改性瀝青高低溫性能較基質(zhì)瀝青得到了有效地改良,基本接近SBS改性瀝青的性能,優(yōu)于橡膠改性瀝青;石墨烯能夠有效增強瀝青的高溫抗車轍性能、抗疲勞性能和水穩(wěn)定性,降低瀝青對老化和水損的敏感性,而低溫彎曲性能與SBS改性瀝青混合料性能相近。由此推測:石墨烯比表面積較大,石墨烯與橡膠形成的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強了瀝青力學(xué)性能,在一定溫度下遇到水的侵蝕以及外力作用時,以橋接方式抑制裂紋擴展。實體工程現(xiàn)場檢測結(jié)果表明,相比SBS改性瀝青混合料,石墨烯復(fù)合橡膠瀝青混合料表現(xiàn)出較好的高溫穩(wěn)定性及抗水損害性能。研究結(jié)果有助于石墨烯在道路工程中的拓展運用,為新型路面建設(shè)提供新的研究方向。 

【文章來源】：公路交通科技. 2020年10期 北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

石墨烯分子結(jié)構(gòu)[13]

橡膠-石墨烯分子模型示意圖[13]

由表11的測試結(jié)果可知:(1)石墨烯復(fù)合橡膠改性瀝青混合料的TSR滿足技術(shù)要求;(2)石墨烯復(fù)合橡膠改性瀝青混合料在條件和非條件下,其劈裂強度值均較常規(guī)SBS改性瀝青混合料的劈裂強度高,平均值分別提高26.5%和15.3%。由此表明,石墨烯復(fù)合橡膠改性瀝青后能夠顯著提高瀝青混合料的強度;(3)石墨烯復(fù)合橡膠改性瀝青混合料與常規(guī)SBS改性瀝青混合料、橡膠瀝青混合料相比,石墨烯-TSR比SBS-TSR提高8.1%,水穩(wěn)定性較好。由圖4的試驗測試結(jié)果可知,石墨烯復(fù)合橡膠改性瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為94.7%,SBS改性瀝青混合料為87.8%,橡膠瀝青混合料為88.1%,石墨烯復(fù)合橡膠改性瀝青混合料表現(xiàn)出較好的水穩(wěn)定性。根據(jù)凍融劈裂試驗及浸水馬歇爾試驗可知,石墨烯復(fù)合橡膠改性瀝青的水穩(wěn)定性較SBS改性瀝青具有較大的提高,其與石墨烯比表面積較大,可使得橡膠分層分布,從而形成復(fù)合結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),降低分子間摩擦力使得壓實成型混合料更為緊密有一定聯(lián)系。此外,橡膠分子充分溶脹后對瀝青的黏結(jié)作用提高亦對水穩(wěn)定性具有改良作用。


本文編號：2950758