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原文传递路面材料硫磺沥青改性剂的研制

论文题名：	路面材料硫磺沥青改性剂的研制
关键词：	路面材料;改性沥青;硫磺沥青;改性剂;热稳定性;流变性能;高温抗车辙性;水稳定性
摘要：	添加硫磺的沥青混合料能够提高沥青路面的高温抗车辙性能及水稳定性，但硫磺与沥青在高温条件下拌和会释放出对人体有害的H2S气体而使其应用受到限制。本文制备了路面材料硫磺沥青改性剂并对其性能进行测试。从配方和制备方法入手，以硫磺为主要原料，选取废胶粉、填料、增塑剂及不同的硫化氢抑制剂制备一系列硫磺沥青改性剂。采用亚甲基蓝分光光度法测定改性剂与沥青混合加热过程中H2S释放量，并讨论H2S主抑制剂、辅助抑制剂的用量对H2S释放量的影响，优化改性剂配方。结果表明：自由基类抑制剂是最佳的主抑制剂，且随主抑制剂用量的增加，H2S抑制效果增强；少量的协同抑制剂极大地提高了硫磺沥青改性剂对H2S的抑制能力，改性剂中胶粉含量的增加使其对H2S的抑制能力稍有下降。在最佳配方下，160℃时改性剂与沥青共混时H2S释放量为0．032μg/g，与硫磺相比H2S释放量下降147倍；150℃时不同配方改性剂与沥青共混时H2S释放量为0．012-0．156μg/g，而硫磺与沥青共混时H2S释放量为0．956μg/g。采用DSC和DMA分析方法来测试改性沥青的热稳定性及流变性能。DSC实验表明基质沥青在30-60℃之间含有较多的吸热峰，沥青经改性之后的DSC谱图显示，中低温区域的吸热峰面积减小。改性沥青吸热量随着改性剂掺量增加而下降，最佳配方改性剂掺入量达到50％时，改性沥青吸热量下降70％，改性沥青的热稳定性得到提高。DMA实验结果表明，改性沥青的玻璃化转变温度Tg，低温存储模量E’及损耗因子tgδ比基质沥青均有所高。Tg提高说明沥青经过改性之后大分子链段增长，沥青分子量得到增加；低温存储模量E’的提高说明改性沥青的低温抗裂性能有所改善；损耗因子tgδ增大说明材料的形变回复性好，进一步证实了改性沥青具有良好的抗车辙性。硫磺与沥青有很好的相容性，在高温拌和过程中，硫均匀分散在沥青中可以降低沥青的黏度，增加沥青流动性，在一定程度上降低施工温度，节约能耗。对改性沥青软化点、针入度及低温延度进行测试，并通过车辙试验及冻融劈裂试验对改性沥青混合料的路面性能进行了测试。结果表明在沥青中添加40％的改性剂，沥青混合料的动稳定度由1073次/mm提高至2410次/mm，冻融劈裂强度比由75．3％提高至84．4％。硫磺沥青改性剂可提高沥青的软化点并降低针入度，提高了改性沥青高温稳定性，但延度测试结果未能很好反映改性沥青低温性能，可能是因为对改性沥青，延度作为唯一指标来评价沥青的低温性能是不合理的。综上所述，硫磺沥青改性剂具有显著降低H2S释放量、增强路面强度、改善抗水损害能力等优点。
作者：	钱鹏
专业：	生物化工
导师：	马全红
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文