【摘要】：廢膠粉中有效組分的釋放是對瀝青產生改性作用的前提,而有效組分的釋放與瀝青介質的性質和反應溫度、反應時間等條件密切相關。圍繞在瀝青介質中實現廢膠粉有效組分全釋放的目標,提出了用溶解度作為釋放效率的表征方法;并以廢膠粉有效組分全釋放為平臺,研究了廢膠粉和SBS復合改性瀝青在不同溫度區(qū)間的黏彈流變特性,以及老化性能和施工性能;最后對相關研究成果進行了實體驗證。首先以三種代表性瀝青為介質,采用黏度和溶解度的變化反映廢膠粉有效組分釋放規(guī)律,并研究了三個不同反應溫度下釋放效率隨時間的變化。結果表明,廢膠粉中有效組分的釋放需要適宜的溫度條件,溫度過高和過低對其性能都會有負面影響。在高溫下釋放速度較快,體系的黏度也明顯降低,說明在高溫下有效組分的釋放和高分子的解聚同時發(fā)生。通過分析不同瀝青介質條件下橡膠瀝青體系的黏度變化,得到了不同介質對橡膠粉有效組分釋放的影響;通過對反應溫度和時間的規(guī)律分析,確定了三種介質達到有效組分全釋放的最佳反應條件。以有效組分全釋放為平臺,通過加入不同含量和類型的添加劑,研究了復合改性瀝青在不同溫度區(qū)間內的流變特性。通過黏度-溫度關系、彈性恢復-溫度關系、測力延度和韌度韌性試驗,證明了廢膠粉釋放出的有效組分對SBS改性瀝青有加強作用,可以使復合改性瀝青在路面使用溫度范圍內具有更好黏溫性能,同時在施工溫度條件下有更好的施工性能;全釋放平臺與SBS復合改性,有效地提高了復合改性瀝青在更寬溫度范圍內的彈性恢復,增加了在受力狀態(tài)下的松弛能力,使瀝青的黏韌性和韌性增加,改善了瀝青對集料的握裹力和黏結力。通過試驗模擬了瀝青在拌和溫度下與路面長期使用條件下的老化過程,結果顯示復合改性瀝青對拌和溫度的敏感性高于基質瀝青,提高拌合溫度對改性瀝青性能影響較大;而兩種瀝青對PAV試驗溫度的敏感性基本相當。說明通過合理選擇瀝青類型和控制拌和溫度,可以減少復合改性瀝青的老化反應,提升瀝青材料全壽命周期的經濟性。對黏附功隨溫度變化規(guī)律研究表明,瀝青來源和加工工藝不同,達到最大黏附功時對應的溫度也不同。通過對不同的類型瀝青的最大黏附功對應溫度的研究,提出以最大黏附功對應的溫度作為最佳拌和溫度。在以上研究和表征結果的基礎上,試生產了兩種類型產品,并進行了混合料研究評價,驗證了驗證了相關理論的應用效果。
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE626.86
【圖文】：

圖 1-1 研究技術路線圖Fig. 1-1 Technology Roadmap of the Research的技術路線如下：究選擇了三種針入度等級的瀝青，在不同的溫度下測定廢膠粉改性時間變化曲線，并分析了廢膠粉溶解度變化規(guī)律和分子量分布變化，組分全釋放的反應過程規(guī)律。計不同配方的復合改性瀝青，研究“黏彈勁柔”平衡特性和溫度、化的工藝條件。究成型黏附功對混合料性能的影響，分析最大黏附功溫度可否作為本項目開發(fā)的復合改性瀝青為原料，研究復合改性瀝青的老化規(guī)律定工藝和配方，生產兩種類型復合改性瀝青；對兩種不同的復合改性能研究，并進行性能評價，驗證以上理論成果的可行性。

而有效組分的釋放與介質的性質和溫度、時間條件密切相關。本文圍繞在瀝青介質中實現廢膠粉有效組分全釋放的目標，為 SBS 復合改性提供全釋放平臺，用溶解度作為釋放效率的表征方法，并對可溶分進行分子量分布（GPC）實驗，通過分子量分布的變化表征反應過程中降解選擇性的變化。2.1.1 實驗原料與試驗方法本研究采用的原料為環(huán)烷基原油生產的原料 70（代號原料 70）、AH-90（代號原料90）、AH-110（代號原料 110）三種重交通道路瀝青和 30 目廢膠粉。本研究采用高溫攪拌，反應溫度分別為為 1 級、2 級、3 級（溫度逐級升高，每級間隔 20℃）。膠粉摻量為 20%（內摻）。本研究取樣點為加完膠粉且溫度穩(wěn)定后開始計時，取樣時間點分別為:3h、5h、10h15h、20h、25h、30h 和 35h（可根據實驗結果適當增加）。本研究技術路線示意如圖 2-1 所示。

100 120 140 160 180溫度/℃圖 2-6 原料 70 在 3 級反應溫度下不同時間的黏溫曲線(3h-20h)-6 The viscosity-temperature curve at Level 3 temperature of asphalt100 120 140 160 180020406080100120粘/度pas·溫度/℃20h25h30h35h20h25h30h35h圖 2-7 原料 70 在 3 級反應溫度下不同時間的黏溫曲線(20h-35h)-7 The viscosity-temperature curve at Level 3 temperature of asphalt

【參考文獻】

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本文編號：2795574