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原文传递聚氨酯(PU)改性沥青的制备与性能研究

论文题名：	聚氨酯(PU)改性沥青的制备与性能研究
关键词：	聚氨酯改性沥青;老化性能;力学性能;微观结构
摘要：	为改善沥青路面的路用性能并延长其使用寿命，有必要对沥青结合料进行改性，研究改性沥青的性能。本文提出采用聚氨酯树脂对沥青改性，选用了三种不同类型的聚氨酯树脂对70＃基质沥青进行改性，首先通过对比分析改性沥青针入度、软化点、延度等常规性能指标的变化，确定出聚氨酯（PU）改性剂的最佳掺量。通过对比不同类型PU改性沥青体系的性能指标得出最佳的聚氨酯树脂类型。采用离析试验与荧光显微镜试验对改性沥青的相容性进行研究，确定了改性沥青中相容剂的最佳掺量。　　采用粘度试验研究了改性沥青的粘温特性与储存稳定性，得出了PU改性沥青的粘温指数（VTS）及拌和温度与压实温度间的关系，并指出当温度一定时，粘度随时间几乎不变，说明聚氨酯改性沥青有良好的储存稳定性；借助测力延度试验（FDT）对改性沥青的力学性能进行研究，结果表明：聚醚型聚氨酯（JM-PU）改性沥青掺量为11％时力学性能最好，且聚醚型改性沥青的力学性能优于其他两种类型的改性沥青。　　用旋转薄膜烘箱试验研究了改性沥青的老化性能，用软化点增量ΔT、延度保留率ΔH和粘度老化指数VAI评价改性沥青的抗老化性能，结果表明：JM-PU改性沥青掺量为11%时，抗老化性能最好；比较不同类型改性沥青的抗老化性能，结果指出JM-PU改性沥青的抗老化性能优于其他两种类型改性沥青。　　分别采用动态剪切流变（DSR）试验和简支梁弯曲蠕变（BBR）试验研究了PU改性沥青的高温和低温性能，通过DSR分析得到的复数模量、相位角和车辙因子结果表明：当掺量为11%时J M-P U改性沥青有良好的高温稳定性，且此掺量下改性沥青的抗车辙性能最好。另外，JM-PU改性沥青的高温性能优于其他两种类型的改性沥青。分析了 JM-PU改性沥青的疲劳温度，得出当 PU掺量为11%，疲劳温度基本达到最大值，随掺量的增加，疲劳温度基本处于稳定的状态；BBR试验指出：JM-PU改性沥青有良好的低温性能，当掺量为11%时低温性能最好。通过对比三种类型改性沥青的m值和S值发现，三种类型改性沥青的低温性能较基质沥青都有一定程度的改善，但改善效果最好的是JM-PU改性沥青。　　借助傅立叶红外光谱法（FTIR）,从微观结构和化学组成方面对PU改性沥青的机理进行了分析，研究表明：PU改性沥青体系中发生了化学反应，说明PU 改性沥青不仅仅是物理改性；采用差热扫描量热（DSC）分析了PU改性沥青的温度稳定性，结果表明：JM-PU改性沥青的DSC曲线较为平坦，温度稳定性较好；通过原子力显微镜（AFM）试验分析了沥青老化前后的微观形貌，结果表明：老化前后沥青的“蜂状”结构发生了变化，PU改性剂的加入，能够改善老化后沥青质的分散状况。　　最后，通过室内试验，对改性沥青混合料的路用性能进行研究，结果指出：聚氨酯改性沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能及水稳定性均优于基质沥青，高温性能略逊于SBS改性沥青混合料，但低温抗裂性能及水稳定性均优于 SBS改性沥青混合料。
作者：	班孝义
专业：	交通运输工程
导师：	张增平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文