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原文传递沥青老化及基于组分调和的再生机制研究

论文题名：	沥青老化及基于组分调和的再生机制研究
关键词：	沥青老化;组分调和;再生机制;再生剂;流变性能
摘要：	随着国内沥青路面服役时间的增长，我国公路建设已经由建设为主转入到建养结合的阶段，沥青路面的大型维护期已经到来。将废旧沥青混合料进行再生循环利用，一方面极大程度地节约了沥青等不可再生资源，另一方面，极大程度地节约了成本。　　沥青的老化作为沥青再生的逆过程，研究其机理有着深刻的意义。本研究将沥青老化分为物理性老化与化学性老化两部分。利用气相色谱-质谱联用技术模拟沥青在130℃与180℃时的有机物挥发情况，研究其物理性老化机制。使用TFOT、PAV、UV、酸溶液浸泡分别模拟了沥青的加热过程、高温高压服役过程、受光照老化过程、受酸雨侵蚀过程的老化行为，并结合使用四组分测试与红外测试，研究了沥青的化学性老化机制。　　采用傅里叶转换红外光谱仪分析再生剂含有的有机官能团。并以该再生剂作为基底，外源添加含有相同官能团的有机小分子化合物，对再生剂进行化学组分调和，配制一系列大量含有特定官能团的再生剂，以研究不同基团对沥青再生结果的影响。　　研究结果表明，再生剂的加入使老化沥青的性能向基质沥青转化，但加入不同小分子化合物的再生剂对老化沥青的再生效果不同。软化点方面，PAV老化沥青中羰基指数较TFOT老化沥青有明显增大，因此，过多加入羰基并不适合其再生，使用羟基和氨基调和的再生剂再生效果较好。对于TFOT老化沥青及UV老化沥青，加入醛基调和的再生剂及羰基调和的再生剂效果较好。针入度方面，羟基和氨基针对PAV老化沥青的再生效果较好，而醛基和羰基针对TFOT和UV老化沥青的再生效果较为明显。粘度方面，从组分调和理论得知，沥青的老化是轻质组分向重组分转化的过程，加入主要成分是芳香分的再生剂能够有效增加老化沥青中轻质组分的含量，从而改善沥青的粘度。　　随着老化程度的加深，沥青复合模量上升，相位角降低。对不同的老化形式的沥青，再生剂的加入使其性能一定程度向基质沥青转化，但不同再生剂（特定有机官能团的不同）对不同的老化沥青的再生效果有差异。对于TFOT老化沥青，醛基和羰基对其流变性能的恢复有着促进作用，而羟基与氨基对其流变性能恢复起到一定程度的负作用。对于PAV老化沥青，羟基和氨基的加入对其流变性能的恢复有着促进作用，而醛基和羰基对其有着消极的影响。对于UV老化沥青，醛基和羰基对其流变性能的恢复有着正面作用，而羟基与氨基的加入不利于其流变性能的恢复。　　由本研究可知，再生剂对老化沥青的再生效果具有成分依赖性。因此，在沥青路面热再生和沥青路面养护等需要使用到再生剂的情况，需要详细考察被再生沥青材料的老化程度和被老化方式，从而有针对性地选择再生效果优异的再生剂材料。
作者：	万淼
专业：	材料科学与工程
导师：	肖月
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文