穩(wěn)定型橡膠瀝青的改性機理與性能研究.pdf

1、橡膠和瀝青都屬于有機材料，從化學(xué)性質(zhì)上來說二者有一定的天然親和性，同基質(zhì)瀝青相比，橡膠瀝青在高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗疲勞性等諸多方面都得到了提升，而穩(wěn)定型橡膠瀝青在傳統(tǒng)橡膠瀝青的基礎(chǔ)上提升了其儲存穩(wěn)定性。本文選用四種不同瀝青:基質(zhì)瀝青、SBS改性瀝青、穩(wěn)定型橡膠瀝青和膠粉改性瀝青，通過試驗進行四種瀝青的微觀結(jié)構(gòu)分析、膠結(jié)料性能研究、混合料性能研究。論文主要工作包括以下方面:
　　(1)首先，通過微觀試驗手段探索橡膠瀝青的改性機理

2、。以目前最為常用的基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青作對比，通過紅外光譜試驗確定膠粉與瀝青以物理共混為主，同時伴有微弱的化學(xué)反應(yīng)，并且穩(wěn)定型橡膠瀝青與膠粉改性瀝青在化學(xué)成分方面并無明顯差異;通過掃描電鏡試驗明確了膠粉顆粒在橡膠瀝青中的存在狀態(tài)，通過對比發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定型橡膠瀝青中膠粉與瀝青相互作用更為強烈;差熱分析試驗結(jié)果表明:在溫度穩(wěn)定性方面:SBS改性瀝青＞穩(wěn)定型橡膠瀝青＞膠粉改性瀝青＞基質(zhì)瀝青;對凝膠色譜圖進行分峰處理后，得到每種瀝青的大、中、小分

3、子的相對含量，結(jié)果表明，與基質(zhì)瀝青相比，橡膠瀝青中大分子含量增加，小分子含量減少。
　　(2)在檢測四種不同種類瀝青膠結(jié)料常規(guī)性能指標的基礎(chǔ)上，通過旋轉(zhuǎn)粘度試驗和動態(tài)剪切流變試驗中的溫度掃描評價四種瀝青的高溫流變性能，二者在評價瀝青溫度穩(wěn)定性方面得到統(tǒng)一的結(jié)論:穩(wěn)定型橡膠瀝青＞膠粉改性瀝青＞SBS改性瀝青＞基質(zhì)瀝青;64℃下的多應(yīng)力蠕變恢復(fù)試驗表明，相比于膠粉改性瀝青，穩(wěn)定型橡膠瀝青更適用于重載交通;通過動態(tài)剪切流變試驗中的時間掃

4、描評價了四種瀝青膠結(jié)料的疲勞性能，結(jié)果表明，在所測溫度0℃、5℃、15℃下，穩(wěn)定型橡膠瀝青疲勞性能最佳，膠粉改性瀝青次之，且都優(yōu)于SBS改性瀝青和基質(zhì)瀝青。
　　(3)選用同一條SMA-13級配曲線，針對三種不同產(chǎn)源的穩(wěn)定型橡膠瀝青，以4％為目標孔隙率，確定三種不同穩(wěn)定型橡膠瀝青混合料的最佳油石比分別為:6.0％（南京）、6.3％（鎮(zhèn)江）、6.2％（北京）。在不同溫度、不同頻率下進行動態(tài)模量試驗，再通過時溫等效原理獲得動態(tài)模量-頻

5、率主曲線并用Sigmoidal函數(shù)擬合，用10-4Hz-10-2Hz頻率范圍內(nèi)的動態(tài)模量表征的瀝青混合料高溫穩(wěn)定性，結(jié)果表明，南京穩(wěn)定型橡膠瀝青混合料的高溫性能最優(yōu)，60℃下的靜載蠕變試驗所反映的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性與此一致。用15℃下的四點彎曲試驗評價三種穩(wěn)定型橡膠瀝青混合料的疲勞性能，結(jié)果表明，南京穩(wěn)定型橡膠瀝青混合料疲勞性能最優(yōu)，但三者疲勞壽命對于應(yīng)變變化的敏感程度基本一致。
　　(4)根據(jù)以上結(jié)果，優(yōu)選南京穩(wěn)定型橡膠瀝青