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基于核磁共振技术的沥青老化评价方法研究
| 论文题名： | 基于核磁共振技术的沥青老化评价方法研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;老化程度;特征参数;低场核磁共振谱 |
| 摘要： | 沥青混合料的老化是沥青性能变化的主要原因，因此研究沥青混合料中沥青的老化非常重要。目前的通常方法是先将沥青混合料中的沥青进行提取，然后对提取后的沥青进行评价。这样的试验均需要利用有机溶剂对沥青混合料中的沥青进行抽提、蒸馏，会对沥青老化结果精确性有影响，而且微毒试剂对试验人员的身体也有伤害。低场核磁共振技术在测试时具有快速测试、结果准确、对样品无损等优点，近年来逐渐被应用于沥青和沥青混合料领域。本课题目的就是探索利用低场核磁共振技术研究沥青混合料中沥青的性能，对沥青混合料中沥青的老化进行无损快速的检查，探讨获得沥青和沥青混合料的低场核磁共振谱的特征参数，与沥青老化间的内在规律，研究低场核磁共振技术测试沥青混合料老化程度的可行性和可靠性。 论文中低场核磁共振谱参数包括弛豫峰个数、形状、横向弛豫时间T2、弛豫峰归一化总面积、主峰占比、峰宽与试验变量，沥青老化采用常规试验红外光谱参数。首先对同一试样沥青混合料进行LF-NMR试验，设置温度为40-100℃，保温时间为10min、20min和30min，研究温度和保温时间对低场核磁共振谱结果的影响规律，并以此确定最佳测试温度和保温时间。其次，对不同老化程度的沥青混合料分别进行低场核磁共振测试，分析横向弛豫时间T2和信号量谱图上的相关参数，寻找与老化时间有规律的变化参数拟合老化速率和老化终值，建立相关老化方程。再次，对不同老化程度的混合料进行抽提实验，将抽提出得老化沥青进行常规测试、红外光谱测试，针对羰基和亚砜基指数进行分析，拟合相关老化速率和终值，建立老化方程。将低场核磁共振测试的老化方程与红外光谱测试的老化方程进行对比，分析低场核磁共振测试评价沥青混合料老化程度的规律。选用了改性沥青和玄武岩制作AC-10、AC-13、OGFC-13三种级配的沥青混合料，在室内按照规范模拟短期老化，再进行3个不同时间点的长期老化。 研究结果显示：（1）沥青混合料的低场核磁测试谱与测试温度有一定的关系。最佳测试温度为60℃，保温时间为10min。（2）不同老化程度的沥青混合料低场核磁谱参数不同，但弛豫峰归一化总面积的变化趋势与老化时间有联系。（3）低场核磁共振测试拟合出的沥青混合料老化方程的变化速率和老化终值的规律与常规实验红外光谱拟合得出的规律一致。（4）沥青混合料中老化沥青的羰基和亚砜基指数与老化时间之间均存在非线性关系。根据羰基和亚砜基指数与老化时间拟合了相关老化方程，分析得出羰基和亚砜基的含量随时间增加而不断增加，变化速率却各不相同的规律。 |
| 作者： | 苏馨 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 沈菊男;王丽丽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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