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原文传递废塑料裂解蜡温拌SBS改性沥青及混合料性能研究

论文题名：	废塑料裂解蜡温拌SBS改性沥青及混合料性能研究
关键词：	温拌沥青;废塑料裂解蜡;温拌剂;SBS改性沥青;SMA-13混合料
摘要：	SBS改性沥青因其具有良好的耐高温、抗低温能力、抗车辙能力等优点而被广泛应用于道路沥青上面层，但是SBS改性沥青混合料施工温度高易导致沥青容易老化、能源消耗多、排放污染物等问题，为降低SBS改性沥青施工温度，采用温拌技术。其中，温拌技术中的有机降粘技术常用蜡作为温拌剂，而废塑料可以通过催化裂解得到有机降粘型蜡温拌剂，这不仅实现废物利用，还减少污染、节约能源。故本文将自制温拌剂废塑料裂解蜡（PEW-1）和工业化生产的废塑料裂解蜡（PEW-2）加入SBS改性沥青中，研究其对SBS改性沥青及混合料性能的影响。主要研究内容及相应结论如下：　　1、通过动力学实验可知：催化剂用量为废塑料质量的0.8%，反应温度为270℃，反应时间30min，在此反应条件下能得到粘均分子量在2000-2500之间且性能良好的废塑料裂解蜡。　　2、沥青基本性能测试表明，相比纯SBS改性沥青，掺加6%的PEW-1和PEW-2后的温拌改性沥青25℃针入度分别降低了33.39%和37.39%；5℃延度分别降低了56.34%和65.86%，低温性能降低；软化点从74℃分别增加至83.5℃和78.9℃，高温稳定性增强；老化后质量损失率减少，抗老化性提高；温度扫描试验发现，掺加6%的PEW-1和PEW-2后沥青临界温度从76.35℃分别增加至92.62℃和85.75℃，高温性能增强；添加6%的PEW-1和PEW-2温拌剂后，沥青0.1kPa压力状态下平均恢复百分比（R%）分别从95.54%增加至98.97%和95.92%，平均不可恢复蠕变柔量（Jnr）分别从0.48降低至0.07和0.11，说明温拌剂的加入使沥青高温抗车辙能力和抗永久变性能力增强。　　3、结合布氏黏度、接触角试验，发现两种温拌剂均能有效降低SBS改性沥青的黏度及黏附性能。布氏黏度试验结果反算得到，掺加5%PEW-1和6%PEW-2温拌剂后，拌合温度分别降低19℃和20℃。综合降黏效果和性能特征，PEW-1掺5%时最优，PEW-2掺6%时最优。　　4、通过显微镜观察发现PEW-1微观呈现出颗粒形“蜂窝”状，结构相对稳定；PEW-2出现堆积形“树”状，空隙较大，结构稳定性相对较低，但是温拌剂在沥青中分布良好。通过傅里叶红外光谱发现特征峰没有变化，温拌剂和沥青的混合只是简单的物理作用，并没有发生化学反应。　　5、通过Excel规划求解进行配合比设计，确定沥青最佳用量为6%。通过空隙率—压实温度曲线拟合线性方程反算压实温度，6%PEW-1温拌SBS改性沥青混合料最高降温28℃，掺5%PEW-2最高降温27℃。　　6、车辙试验结果表明，相比纯SBS改性沥青，掺加5%PEW-1和6%PEW-2的温拌SBS改性沥青动稳定度分别提高了65%和57.6%，高温性能有所提高；冻融劈裂抗拉强度比分别提高至91%和92%，残留稳定度分别提高至89%和91%，水稳定性增强；但最大弯拉应变分别降低了20.1%和22.4%，低温性降低，但满足规范要求。
作者：	蒋林
专业：	交通运输
导师：	李传强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023