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蒙脱土复合改性高黏沥青的制备与性能研究
| 论文题名： | 蒙脱土复合改性高黏沥青的制备与性能研究 |
| 关键词： | 城市道路;高黏沥青;蒙脱土;掺杂改性;抗老化性能 |
| 摘要： | 近年来，随着我国“海绵城市”建设的全面推进，排水性沥青混合料得到广泛关注，它具有优良的抗滑、降噪、抑制水雾等功能，但是其贯通多孔结构也易加剧高黏沥青的老化，从而影响排水路面的使用寿命。而蒙脱土(MMT)是具有特殊片层结构的纳米黏土，具有很好的阻隔性能，当它作为改性剂添加到沥青中，可以显著改善沥青的抗老化性能，对其抗车辙和抗疲劳性能也有改善作用。因此，本文采用蒙脱土复合改性法研发了一种新型高黏沥青，并对其高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性以及多重环境因素下的抗老化性能进行研究，为全面认识和了解此新型改性沥青的使用性能打下基础。 首先，选择两种基质沥青、两种高黏改性剂和两种蒙脱土，以初拟改性剂掺量和制备工艺分别制备试样，采用常规指标试验进行对比分析，并对有无掺加蒙脱土的高粘沥青微观形态特点进行比较，从而筛选出泰州中海70号A级道路石油沥青、TPS改性剂和有机蒙脱土(OMMT)为适宜原材料。 其次，通过对不同进料顺序、剪切温度区间、速率和时间制备的蒙脱土复合改性高黏沥青的常规指标和流变指标进行对比分析，综合高、低温性能，确定了适宜的制备工艺，主要要求为:进料顺序采用先添加TPS改性剂后添加有机蒙脱土，剪切温度区间采用180～190℃，剪切速率采用4500r/min，剪切时间采用60min。 然后，通过不同有机蒙脱土掺量高黏沥青的常规指标和60℃零剪切黏度、车辙因子、不可恢复蠕变柔量、蠕变恢复率、疲劳因子等流变指标的测试与分析发现，适量有机蒙脱土的掺加可使高黏沥青的高温抗车辙性、低温抗裂性和抗疲劳性得到改善。经综合分析，蒙脱土复合改性高黏沥青中有机蒙脱土的最佳掺量确定为4％，其60℃零剪切黏度大于40000Pa·s，满足高黏沥青的要求。研究还表明:软化点在反映有机蒙脱土掺量高黏沥青的高温抗车辙性时可能存在误差，建议采用基于流变试验的高温性能指标进行评价;大应力条件下，掺加了适量有机蒙脱土的高黏沥青表现出了明显的高温抗变形和蠕变恢复能力的优势，且温度越高，优势越明显。 最后，通过不同老化组合条件下蒙脱土复合改性高黏沥青和普通高黏沥青的残留针入度比、软化点增量、残留延度比等常规指标以及不可恢复蠕变柔量、蠕变恢复率、疲劳因子等流变指标变化情况的对比分析发现，适量有机蒙脱土的掺加可使高黏沥青的抗热氧、水、紫外光老化综合性能得到改善。 研究成果可以为排水性沥青混合料的进一步推广提供技术支持，进而为生态环保型路面的建设做出贡献。 |
| 作者： | 许丽 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 郭咏梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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