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纳米CaCO3/SBS复合改性沥青及混合料性能研究
| 论文题名： | 纳米CaCO3/SBS复合改性沥青及混合料性能研究 |
| 关键词： | 改性沥青;丁苯橡胶;纳米碳酸钙;高温性能;抗老化性能;流变性能;路用性能 |
| 摘要： | 为提升沥青路面的路用性能，在沥青中添加改性材料已经成为了路面材料研究的发展趋势。聚合物改性剂SBS可以提升沥青路面的路用性能，在高等级公路沥青路面中被大量采用。但SBS与沥青的相容性不佳，使SBS改性效果下降，沥青容易出现抗老化性能不足的问题。纳米CaCO3材料比表面积较大、表面活性较高，可以促进SBS与沥青相容，改善沥青的性能。为了充分发挥出SBS应有的改性效果，使改性沥青形成稳定结构，进一步改善SBS改性沥青的高温性能和抗老化性能，选择纳米CaCO3对SBS改性沥青进行复合改性。 通过三大指标试验、多重应力蠕变恢复试验（MSCR）、弯曲蠕变劲度试验（BBR）、温度扫描试验（TS）分析不同掺量的纳米CaCO3对SBS改性沥青物理性能、高温流变性能、低温流变性能和抗老化性能的影响，综合考虑各掺量纳米CaCO3对SBS改性沥青性能的影响效果，推荐纳米CaCO3的合理掺量；通过扫描电子显微镜试验（SEM）、红外光谱试验（FTIR）和凝胶色谱试验（GPC），探究纳米复合改性沥青的微观形貌、化学结构和分子量分布情况；对纳米CaCO3合理掺量的复合改性沥青混合料进行车辙试验、小梁弯曲试验，浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验，研究复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。研究结果表明：纳米CaCO3能够改善SBS改性沥青的高温性能和抗老化性能，综合性能影响效果，建议复合改性沥青中纳米CaCO3的合理掺量为4%；纳米CaCO3与SBS改性沥青是物理混融，纳米CaCO3颗粒、SBS聚合物、沥青之间形成了稳定的三相体系，沥青抗变形能力得以有效提升；纳米CaCO3具有良好的表面活性，可吸附沥青中的轻质组分，抑制老化过程中弹性成分的降低，减缓沥青在高温条件下抗变形能力的衰退；与SBS改性沥青混合料相比，纳米复合改性沥青混合料具有更加优异的高温稳定性，水稳定性略有提升，更适合应用于我国南方高温炎热地区。研究结果对预防改善炎热地区沥青路面车辙病害具有实际意义。 |
| 作者： | 李世为 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 程培峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北林业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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