原文传递
掺生物废料的沥青及沥青混合料性能研究
| 论文题名： | 掺生物废料的沥青及沥青混合料性能研究 |
| 关键词： | 沥青材料;沥青混合料;生物废料;路用性能 |
| 摘要： | 自21世纪初以来，全球进入了道路建设的高速发展阶段，有关路面材料的新工艺、新方法、新原料等层出不穷。沥青是路面材料中使用最多的结合料，主要源于石油，而石油是一种正在逐渐枯竭的不可再生能源，因此道路行业目前面临的首要挑战是使用可再生材料代替传统沥青材料，减少碳足迹，降低对石油产品的依赖。 本文选用经处理后的蓖麻油（生物油B）以及地沟油（生物油D）作为研究的生物油原料，并制备了不同掺量的蓖麻油生物沥青（BBA）、地沟油生物沥青（DBA）以及蓖麻油-地沟油共混生物沥青（B-D生物沥青）。并分别对生物油原料、生物沥青结合料、生物沥青混合料进行了相关试验分析，取得了如下研究成果： （1）通过元素分析、四组分分析、红外光谱分析发现生物油与70号基质沥青具有相似的组分结构；通过储存稳定性试验、DSC曲线发现，生物油具有较差的高温性能，较好的低温性能。 （2）通过三大指标发现，生物沥青较70号基质沥青针入度提高、软化点降低、延度提高。以BBA、DBA三大指标数据确定了生物油B、生物油D的适宜掺量范围分别为0～10%、0～5%，确定最佳共混生物沥青制备方案一，制备了B-D生物沥青。 （3）对各掺量下的生物沥青进行了高温流变性与低温抗裂性等相关试验，发现生物沥青具有较好的低温抗裂性，但高温性能表现较差。高掺量（掺量＞15%）的生物沥青温度敏感性较差。 （4）对几类生物沥青混合料进行了路用基本性能的研究，通过相关试验发现，低掺量的BBA混合料、DBA混合料基本路用性能与基质沥青混合料相近，甚至部分性能改善明显，但高掺量的生物沥青混合料水稳定性以及高温稳定性较差。 （5）采用灰色关联分析方法分析生物沥青混合料路用性能相关性发现，生物沥青车辙因子（58℃）可以较好地反映生物沥青混合料的高温稳定性，蠕变速率（-18℃、-24℃）以及玻璃化转变温度可以较好地反映生物沥青混合料的低温抗裂性；通过经济效益分析发现，低掺量（掺量＜10%）的BBA混合料、DBA混合料以及B-D生物沥青混合料具有更好的性价比。 本文以绿色、可再生的生物废料作为原材料生物油的来源，制备了不同掺量的生物沥青，实现了生物废料的资源化利用，虽在部分性能上表现不足，但总体来说生物废料的应用具有较好的可行性。通过对生物油自身性质的分析、生物沥青及生物沥青混合料性能的研究，增强了目前对生物油微观性质的认识，也补强了生物沥青混合料路用性能研究较少的现象，为低碳、环保、绿色道路的研究提供参考。 |
| 作者： | 刘壮 |
| 专业： | 交通运输工程;道路与铁道工程 |
| 导师： | 何亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
