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复合改性高粘沥青及混合料性能研究
| 论文题名： | 复合改性高粘沥青及混合料性能研究 |
| 关键词： | 高粘沥青;复合改性;流变性能;粘附性能;路用性能 |
| 摘要： | 排水沥青路面是我国近年来大力推广的新型多功能路面，具有排水、抗滑和降噪等功能，符合我国对绿色、安全、生态化发展的需求。但是大空隙率结构导致路面抗变形性能和抗飞散性能大幅降低，更易出现车辙、飞散等病害，严重影响路面使用寿命和长期性能。采用性能更佳的高粘改性沥青是最直接有效的方法。然而目前我国对高粘改性沥青的研究还不够完善，迫切需要研制出一款性能更优、适应性更强的高粘改性沥青。因此，本文采用性能出众的TPS改性剂对SBS沥青进行改性，制备出新型复合改性高粘沥青并对其性能进行深入研究。 首先，通过沥青三大指标试验，确定复合改性沥青的制备工艺。随后对不同TPS掺量（6%、9%和12%）的复合改性沥青开展宏观性能和微观性能试验，研究TPS掺量对60℃动力粘度、抗老化性能、25℃相对密度、改性剂微观结构以及化学官能团组成的影响。主要结论：（1）复合改性沥青的最佳剪切时长为30min，TPS掺量选取范围为6.4%~12.9%。（2）TPS可以显著提高沥青的60℃动力粘度，并降低其感温性。（3）TPS会吸附SBS改性剂并形成线形纤维状结构（4）复合改性过程并未发生化学反应，TPS主要由烷烃构成，并含有少量的环苯、芳烃、聚丁二烯和聚苯乙烯。 其次，本文针对复合改性沥青的流变性能和粘附性能进行了深入研究。运用动态剪切流变仪（DSR）从多个角度探究沥青的流变性能。同时基于表面自由能理论并结合接触角试验，采用粘聚功、粘附功、剥落功以及能量比ER值对粘附性能进行评价。结果表明：（1）TPS能够扩大沥青的线性粘弹区，有效提高沥青在高温和高频下的抗变形性能。（2）TPS可以显著减少沥青在100Pa应力下的永久形变，促使沥青快速进入稳定状态。（3）TPS有效提高了沥青的粘聚功和粘附功，对粘附性能提升显著。能量比ER值增加，表明水稳定性也得到改善。 最后，将复合改性沥青应用于PAC-13排水沥青混合料，并进行了配合比设计。通过低温弯曲对比试验、马歇尔稳定度对比试验、劈裂对比试验以及渗水系数对比试验，验证复合改性沥青的路用性能，并探究了其环境适应性。试验表明：（1）在不同环境下，PAC-13的路用性能均满足规范要求，说明复合改性沥青具有较强的工程实用性和环境适应性。（2）长期高温环境对排水沥青路面的综合性能危害最大。（3）长期磨耗对路面力学性能造成的危害最大，但不影响水稳定性。 |
| 作者： | 汤雅西 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 郭鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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