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原文传递抗紫外线温拌沥青的研制

论文题名：	抗紫外线温拌沥青的研制
关键词：	抗紫外老化;温拌沥青;红外光谱;改性机理;路用性能
摘要：	我国高原地区的紫外辐射比较强烈，这种紫外辐射能够对沥青等高分子物质造成强烈的老化作用，使沥青变脆、耐疲劳性能变低，严重影响到了沥青路面服役的耐久性和安全性。因此高原地区的沥青路面建设中应采取一定的抗紫外线辐射措施，而开展抗紫外线辐射的沥青及路面研究也具有显著的的实际工程意义;同时高原地区气候温度比较低，温度变化落差大，施工季节短，施工不便，限制了普通沥青路面的正常季节施工。基于此，为提高高原地区沥青路面的耐久性，落实环境保护和绿色公路的方针政策，本文重点研究一种抗紫外老化的改性沥青技术，以及利用温拌技术改善沥青路面施工和易性、延长施工季节的技术措施。　　论文重点研究了紫外老化对沥青的性能影响，并选择3种抗紫外外加剂进行抗紫外沥青的研制。首先，根据高原地区紫外强度试制了紫外老化模拟箱，选用黑光高压汞灯作为紫外光源，对SBS沥青进行4天的紫外老化，通过常规指标试验、动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪和红外光谱仪检测紫外辐射对沥青的老化影响。其次，选用3种抗紫外剂掺加到沥青胶结料中，研究抗紫外剂本身对原样沥青的影响。之后，将掺加了抗紫外剂的沥青胶结料放入紫外模拟箱中老化，研究抗紫外剂的抗紫外作用。使用Design-Expert软件设计试验，按照试验程序选择最优的抗紫外剂配比。最后，探讨Sasobit和Leadcap两种温拌剂对沥青以及沥青混合料路用性能的影响，以选择合适的温拌剂，提出一种适用于抗紫外老化沥青的温拌剂添加技术。　　研究发现，紫外光老化使沥青胶结料的布氏黏度增大，但对软化点影响不明显;随着老化时间的增长，紫外辐射增大了沥青胶结料的复数模量，降低材料的黏弹性分布比例;同时紫外老化能降低沥青胶结料的蠕变速率，增大蠕变劲度，对沥青胶结料的低温抗开裂性能产生劣化影响。从红外光谱试验来看，沥青的羰基吸收峰面积增大，亚砜官能团先增多后减少，都反映了沥青胶结料的老化程度随紫外辐射时间增长而加深。　　论文对抗紫外添加剂的选择研究表明:屏蔽剂A使沥青胶结料的软化点升高，增强高温稳定性，黏度增大，增强抗流动变形能力，增大车辙因子，对高温抗车辙有积极作用。屏蔽剂B与A的作用基本相似，但效果不如屏蔽剂A明显。而抗紫外吸收剂表现出与两种屏蔽剂相反的影响:吸收剂降低了沥青胶结料的软化点和布氏黏度，并且随掺量的增加车辙因子减小。低温方面，在1％-3％掺量时，屏蔽剂A与B均增大蠕变劲度使胶结料脆性明显，而吸收剂减小蠕变劲度的同时，增大了蠕变速率使胶结料的抗开裂能力增强。DSR试验表明，在紫外辐射对高温性能的影响方面，屏蔽剂A在1％掺量下就表现出良好的抗紫外效果，屏蔽剂B掺量达到3％时，复数模量曲线接近与原样沥青老化4天的数据，当掺量为1％时，吸收剂的降模量幅度就已大于紫外老化作用增加的幅度。BBR试验表明，紫外线对胶结料低温性能影响方面，屏蔽剂A与B没有表现出改善作用，反而随着掺量的增大蠕变速率m进一步减小。而当掺量为2％时，吸收剂降低蠕变劲度S的幅度就已经大于紫外老化造成增加幅度。　　在对比上述添加剂对沥青性质影响的基础上，论文通过Design-Expert软件设计的配比优选试验程序，最后选择抗紫外沥青的各组分含量为:SBS沥青96％，屏蔽剂A占0.8％，屏蔽剂B占3％，吸收剂占0.2％。通过对温拌剂的对比试验认为温拌剂Leadcap比Sasobit更适合用于高寒地区， Leadcap温拌沥青混合料有更优秀的低温抗裂性，可以借鉴利用在抗紫外改性沥青的应用实践中。
作者：	王子立
专业：	交通运输工程
导师：	王林;樊亮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东建筑大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文