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植物油再生沥青宏观流变特征及其微观再生机理研究
| 论文题名： | 植物油再生沥青宏观流变特征及其微观再生机理研究 |
| 关键词： | 植物油;二次老化;老化再生机理;分子动力学;微宏观分析 |
| 摘要： | 我国越来越多的沥青路面逐步进入养护维修阶段，沥青路面的养护工作是未来我国道路行业发展的主要任务。但是，关于以植物油作为再生剂来再生沥青的研究相对来说还相对较少，沥青路面再生技术领域还是一个比较新的研究方向。因此，本文分析了基质沥青老化再生以及二次老化的机理，对比了老化、再生、二次老化过程中不同阶段的沥青性能，从而深入挖掘沥青的流变特征。本文首先从微观的角度探究沥青的老化再生及二次老化机理。对不同老化阶段的沥青进行测试分析，并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析沥青中各官能团对老化状态的影响，采用傅里叶红外光谱试验（FTIR）分析沥青中的各个官能团对于老化状态的影响，通过原子力显微镜试验（AFM）从沥青的微观表面结构来分析其老化再生及二次老化的机理，揭示沥青老化的微观变化，分析沥青可再生的主要原因，同时观察了一次老化与二次老化之间的区别。其次，本文从宏观角度解释了沥青的老化再生和二次老化机理，并对不同老化阶段的沥青进行了高温流变试验，分析了老化再生过程中复合剪切模量、相位角和车辙因子的变化趋势，进行了多应力蠕变恢复试验，分析了老化再生过程中的恢复率和不可恢复蠕变柔量。最后，本文利用分子动力学模拟技术建立了沥青组分的分子结构，并根据性能的变化分析了沥青分子组分和再生剂对沥青性能的影响。研究表明： （1）傅里叶红外光谱试验表明原样沥青在老化再生过程中I(C=O)和I(S=O)指标先升高后降低，说明组分在沥青老化过程中发生了变化，形成羰基和亚砜基，植物油再生剂不能改变这部分的官能团来改变沥青性能，而只能加入轻质组分来调和组分的比例；原子力显微镜试验表明，植物油再生剂具有抑制沥青表面相分离的能力，与沥青“蜂状结构”有关，植物油再生剂能够提高老化沥青的粗糙度，将老化沥青的粗糙度恢复到原样水平甚至更高，微观上证明了植物油再生剂的软化和再生作用。 （2）沥青老化导致沥青中羰基、亚砜基等极性化学官能团增加，分子量增加，导致沥青刚性增加。在再生剂的作用下，大部分只是旋转化学键，而分子间的滑移减少，使沥青恢复部分性能，提高应变恢复率。 （3）分子力学模型模拟的密度和组分指标与基质沥青的实际密度吻合较好，验证了沥青分子模型的可靠性。通过分子动力学模拟结果发现，沥青老化后沥青质聚集，添加再生剂可以降低沥青质的聚集程度。 |
| 作者： | 李宁宁 |
| 专业： | 智能交通技术 |
| 导师： | 邱欣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江师范大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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