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彩色微表处乳化沥青的制备及路用性能研究
| 论文题名： | 彩色微表处乳化沥青的制备及路用性能研究 |
| 关键词： | 乳化沥青;道路工程;响应曲面法;储存稳定性;路用性能 |
| 摘要： | 彩色路面色彩鲜明，可美化环境、引导交通、区划道路功能，其应用越来越广泛。其中彩色微表处因施工简便，费用低廉，是彩色路面的最佳选择之一。但彩色微表处性能参差不齐，主要体现在彩色沥青乳化困难、储存稳定性差，其路用性能无法满足当前道路交通事业迅速发展的要求。为此，拟通过配方优化制备性能优异的基质彩色沥青，结合乳化剂、助剂及制备工艺优选，提升彩色乳化沥青的路用性能和储存稳定性。 本文使用石油树脂和芳烃类抽出油为原材料制备基质彩色沥青，以针入度、软化点为响应值，通过DesignExpert软件对原料配比进行响应曲面优化，优选配方为抽出油：C9石油树脂：C5石油树脂=50:45:5。使用正交试验极差分析初选制备乳化沥青的皂液配方，改进了离心稳定性评价方法，以1d和5d储存稳定性为响应值，分别研究了皂液的组成及掺量、皂液pH值和乳化温度对彩色乳化沥青储存稳定性的影响，结果表明，当乳化剂、乳化助剂、稳定剂的掺量分别为2.06%、0.21%、0.19%，皂液pH为2.3、皂液温度63℃、彩色沥青温度148℃时，储存稳定性最佳。 为进一步改善彩色乳化沥青路用性能，分别使用SBS和SBR胶乳对沥青乳液进行改性，研究了不同胶乳掺量对彩色乳化沥青蒸发残留物常规性能、流变性能的影响，并结合红外光谱（FTIR）和荧光显微（FM）对其改性机理进行探究。结果表明：当胶乳掺量较低（3%）时，对彩色乳化沥青性能的影响不明显，随着胶乳掺量增加，改性彩色乳化沥青粘韧性明显提高；相同掺量下，SBR胶乳相较SBS胶乳改性彩色乳化沥青延度提升15%~17%，软化点提高约5%。在30~60℃时，随着温度升高，改性彩色乳化沥青中的弹性成分提高，相位角下降，在60~80℃时，随着温度升高，改性彩色乳化沥青的相位角升高。在30~50℃时，复数模量和车辙因子均随着胶乳掺量的增加而减小；在50~80℃时，复数模量和车辙因子均随着胶乳掺量的增加而增大。结合官能团分析，SBS和SBR胶乳对彩色乳化沥青的改性作用为物理改性为主，且SBR胶乳对彩色乳化沥青具有更好的改性效果。 对所制备的9%SBR胶乳掺量的改性彩色乳化沥青进行CMS-2混合料配合比设计，确定了混合料级配和最佳油石比为6.6%。对彩色微表处混合料表面性能和耐磨性能、色彩耐久性进行研究，结果表明CMS-2型混合料具有良好的抗滑和耐磨特性，色彩耐久性经过负荷轮碾压5000次后有所下降，2.5%颜料掺量的彩色微表处比1.5%掺量的色差减小28%,表明增加颜料掺量可提升其色彩耐久性。 |
| 作者： | 操霞芳 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 陈华鑫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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