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藏区沥青紫外老化行为与抗老化研究
| 论文题名： | 藏区沥青紫外老化行为与抗老化研究 |
| 关键词： | 道路沥青;紫外老化行为;抗老化增强 |
| 摘要： | 沥青路面服役过程中受光、氧、热等环境因素影响出现开裂、松散病害。太阳光辐射中紫外线为导致沥青性能衰变主要因素，尤其在高辐射强度地区。西藏地区作为典型强紫外辐射地区代表，道路沥青因紫外老化行为性能劣化影响行车安全与服役寿命，加之对于沥青紫外老化表征体系建立尚欠缺，本文依托西藏山南地区普通国省道沥青路面预防养护工程，选用近两年西藏山南地区养护建设常用的90#基质沥青与SBS改性沥青进行室外工程老化试验与室内加速紫外老化模拟试验。基于室外试验基础上验证室内模拟试验可信度，探究道路沥青受太阳紫外光辐射老化与室内汞灯紫外加速老化过程中宏观性能（物理指标、流变指标）与微观特性（结构形貌、化学变化、组分转化）发展规律，构建室内外紫外老化关系方程，完善紫外老化表征体系，为合理评价沥青紫外老化行为及研究抗老化增强技术提供理论支撑。 （1）基于等效紫外光辐射量换算，将西藏山南地区年平均紫外辐射量与重庆主城区年平均紫外辐射量转化为室内紫外老化箱加速模拟试验辐射量。理论估算在西藏山南高辐射与重庆主城低辐射代表地区室外紫外光照一年周期下分别需室内加速老化天数17.8天及7.3天。 （2）道路沥青室外老化试验前后，高低辐射强度作用下沥青宏微观指标差异性显著。西藏地区与重庆地区沥青老化指标衰变程度与年平均辐射量倍数呈线性关系，辐照强度越大，沥青表面光泽平整度越低样品硬度、脆度下降程度更甚，辐射量强度为影响沥青宏微观性能衰变主要因素。 （3）室内加速紫外老化试验沥青样品指标变化趋势与室外实际老化相一致。组分变化关系为轻质组分（饱和分和芳香分）向重质组分（沥青质和胶质）转化，整体结构趋于凝胶稳定状态，羰基、亚砜基官能团浓度上升及连续相占比上升粗糙度下降。结构形貌、化学反应与组分转化间具有较好相关性，老化程度加深，极性官能团增加，典型代表沥青质团聚缔合，多种氧化聚合反应引起分子结构变化从而改变沥青高低温性能。 （4）基于灰色关联理论与Arrhrenius方程建立宏微观参数间关联性与室内外紫外老化预估方程，针对等效辐射换算提出折减系数。宏观指标建立的老化动力学方程可信度比微观参数高，可采用延度、针入度指标衰变方程评价紫外老化行为。 （5）结合工程造价的基础上引入紫外吸收剂可有效提高道路沥青抗紫外老化能力，紫外吸收剂uv-531（1%）掺量对基质沥青低温性能改善效果较佳，结合金属氧化物材料复配吸收剂为西藏等高辐射强度地区沥青老化技术难题有效解决措施。 |
| 作者： | 崔宇阳 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 邹晓翎 |
| 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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