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原文传递融冰剂对沥青及其混合料老化性能的影响研究

论文题名：	融冰剂对沥青及其混合料老化性能的影响研究
关键词：	沥青混合料;融冰剂;路用性能;老化性能;融冰性能
摘要：	冬季沥青路面的积雪与结冰不仅仅大大降低了道路运输效率，而且极易引发交通事故。如何及时清除路面冰雪、减少交通事故的发生，从而保证公路的安全畅通一直是世界各国迫切希望解决的难题。自融冰沥青路面技术可有效解决冬季道路冰雪难题，已得到了越来越多的关注。所谓自融冰沥青路面技术是将融冰剂掺入沥青混合料中，用其铺筑的路面在车轮挤压等作用下，融冰剂慢慢析出到路表，以降低冰雪冰点，从而实现道路自动融雪化冰。然而，融冰剂的掺入不仅对沥青混合料的路用性能有一定影响，而且也会对沥青及其混合料的老化性能产生影响，同时沥青及其混合料的老化也会影响自融冰沥青路面融雪化冰的长效性。因此研究融冰剂对沥青及其混合料老化性能的影响，对于融冰剂的开发和自融冰沥青路面技术的发展与应用具有重要指导作用。　　本文选用 NaCl、有机包覆 NaCl（B-NaCl）和氯离子插层镁铝基层状双金属氢氧化物（LDHs）等三种类型融冰剂，制备了融冰剂/沥青胶浆，通过薄膜烘箱老化试验（TFOT）、压力老化试验（PAV）和光氧老化试验，研究了不同融冰剂对沥青热氧和光氧老化性能的影响；采用融冰剂等质量取代矿粉法制备了自融冰沥青混合料，通过混合料的短期热氧老化试验、长期热氧老化及水浸泡试验和光氧老化及水浸泡试验，研究了不同融冰剂对沥青混合料老化性能的影响；最后研究了老化及水浸泡作用对不同融冰剂制备的沥青混合料长期融冰效果的影响。主要研究结论如下：　　（1）三种融冰剂对沥青的短期热氧老化性能和长期热氧及光氧老化性能的影响表现出较大的差异。与矿粉填料相比，LDHs融冰剂可显著提高沥青的抗短期热氧、长期热氧和光氧老化性能，而 NaCl和 B-NaCl融冰剂均加速了沥青的短期热氧、长期热氧及光氧老化，其中NaCl的加速作用更为明显。　　（2）相比于矿粉沥青混合料，LDHs融冰剂提高了沥青混合料的抗短期热氧老化性能，并显著改善了沥青混合料热氧老化及水浸泡和光氧老化及水浸泡后的路用性能，而 NaCl和 B-NaCl融冰剂均加速了沥青混合料的短期热氧老化，并促进了长期热氧老化、光氧老化及水浸泡后沥青混合料路用性能的降低。　　（3）三种融冰剂制备的沥青混合料的初始融冰能力由高到低依次为 NaCl融冰剂、B-NaCl融冰剂、LDHs融冰剂，但水浸泡后，掺加 NaCl融冰剂的沥青混合料融冰性能显著降低，B-NaCl融冰剂制备的沥青混合料融冰性能也明显减小，而LDHs融冰剂制备的沥青混合料的融冰性能基本不变。　　（4）三种融冰剂制备的沥青混合料短期热氧老化后的融冰性能降低均较小，而在长期热氧老化及水浸泡和光氧老化及水浸泡后，NaCl融冰剂制备的沥青混合料的融冰性能均大幅度降低，B-NaCl融冰剂制备的沥青混合料融冰性能也明显减小，而 LDHs融冰剂制备的沥青混合料融冰性能变化很小，表现出优良的融冰性能长效性。　　（5）LDHs融冰剂的层板结构对紫外光具有物理反射和化学吸收作用，并可有效阻止沥青中轻组分的挥发和氧气向沥青中的渗透，同时其主板对层间氯离子具有限域作用，从而有效提高了沥青的抗热氧和光氧老化性能，使沥青混合料在老化和水浸泡后仍具有很好的路用性能和融冰长效性；而 NaCl和 B-NaCl融冰剂对轻组分的挥发和氧气渗入的阻隔作用较弱，与矿粉相比，加速了沥青及其混合料的热氧和光氧老化，并因 NaCl受雨水作用易析出，导致沥青混合料路用性能降低、融冰性能长效性差；相比于 NaCl融冰剂，有机包覆NaCl融冰剂可在一定程度减轻沥青的老化和避免 NaCl的析出，有利于提高自融冰沥青混合料的抗老化性能和融冰长效性。
作者：	王伟
专业：	材料学
导师：	余剑英
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文