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原文传递环氧大豆油温拌再生沥青混合料性能研究

论文题名：	环氧大豆油温拌再生沥青混合料性能研究
关键词：	路面材料;沥青混合料;温拌再生技术;环氧大豆油;高温性能;低温性能;水稳定性能
摘要：	温拌再生技术是将温拌与再生相结合的新技术，一方面能克服传统热再生技术拌和温度高，易加速沥青老化，释放有害气体的缺点；另一方面可保证再生沥青混合料的路用性能，因此，该技术具有广泛的应用前景和经济效益。但是，目前温拌再生剂常用的基础油为芳烃油，它存在易致癌、抗老化性能差等问题。基于此，本文选择了植物油中环保、性能稳定以及耐老化性较好的环氧大豆油（ESO）为基础油，通过对其改性制备了性能优良的温拌再生剂，实现了对老化沥青的温拌再生。　　本文首先根据物理指标对ESO温拌再生沥青的基本性能进行评价，研究表明环氧大豆油对老化沥青的延度和针入度具有良好的恢复效果，且降粘能力较好，故将其用做沥青温拌再生剂的基础油是切实可行的，但是再生沥青的高温性能较差。因此，针对该问题，本文分别利用三种改性剂（丁苯橡胶SBR、C9石油树脂和PE蜡）对ESO进行改性，进而制备三种温拌再生剂。通过基本物理指标、135℃粘度、RTFOT和TG试验来评价温拌再生剂的再生效果、温拌效果和热稳定性，进而优选温拌再生剂的配方。试验结果表明，对温拌再生沥青高温性能的改善效果：ESO/PE蜡＞ESO/C9石油树脂＞ESO/SBR，对温拌再生沥青的低温性能的改善效果：ESO/SBR＞ESO/C9石油树脂＞ESO/PE蜡，温拌效果：ESO/PE蜡＞ESO/SBR＞ESO/C9石油树脂，且三种温拌再生剂均具有较好的耐老化性和热稳定性，其中ESO/PE蜡最优。采用FT-IR试验研究三种温拌再生剂的复配机理，结果表明三种改性剂与ESO均没有化学反应，仅为物理共混。因此，本文选取PE蜡作为ESO的改性组分。　　其次，通过三大指标和粘温特性研究了ESO和改性组分PE蜡的掺量对沥青物理指标和降温效果的影响规律，以此确定温拌再生剂的最佳掺量，然后利用动态剪切流变仪和FT-IR来分析温拌再生沥青的流变性能和微观特性。试验结果表明，PE蜡的增加会使得温拌再生沥青的低温性能变差，而加入ESO可对温拌再生沥青的低温性能有改善作用。通过Saal粘温模型，发现温拌再生沥青的粘度和温度呈良好的双对数关系，同时利用响应值W0.17pa·s量化评价温拌再生沥青的温拌效果。流变试验结果表明，温拌再生剂对老化沥青的粘弹特性具有一定的恢复效果，温拌再生沥青与基质沥青相比，补充了弹性组分，高温性能明显提升，且不可恢复柔量满足重交通的要求。此外，结合FT-IR分析结果可知，本文自制的温拌再生剂的作用机理为：通过物理稀释低了老化沥青的粘度以及砜基和羰基官能团的强度，从而改变了老化沥青的粘弹组成，最终表现为温拌再生沥青的各项性能接近甚至优于基质沥青。　　最后，采用室内试验研究了不同RAP掺量对温拌再生沥青混合料（WRAM）性能的影响规律，并利用体积参数法确定了WRAM的拌合温度。结果表明，RAP料能显著提升WRAM的高温性能。当RAP掺量为30%时，WRAM的高温性能、低温性能和水稳定性能均优于普通SBS热拌沥青混合料。但是，当RAP掺量达到50%时，WRAM的低温性能和水稳定性能显著下降，但仍能满足规范要求，因此，本研究的WRAM的RAP掺量不宜超过50%。
作者：	易柳
专业：	交通运输工程;道路与铁道工程
导师：	曹雪娟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022