光熱耦合對聚合物改性瀝青及其混合料性能的影響與防治措施研究.pdf

1、聚合物改性瀝青具有優(yōu)越的高低溫性能，在國內(nèi)外道路建設(shè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。環(huán)境因素中的光和熱等均可引起聚合物改性瀝青發(fā)生老化降解，導(dǎo)致聚合物改性瀝青混凝土路面性能的惡化，影響路面的使用壽命。然而目前的研究大都著重于光或熱等單一因素對聚合物改性瀝青老化性能的影響，對于光熱耦合作用對老化過程中聚合物改性瀝青性能影響的研究卻很少。因此，研究光熱耦合作用對聚合物改性瀝青性能的影響，提高聚合物改性瀝青的耐老化性能具有重要意義。
　　 本文

2、分別以SBS改性瀝青和SBR改性瀝青為研究對象，研究了光熱耦合作用對聚合物改性瀝青物理性能的影響;分析了不同種類的防老劑對聚合物改性瀝青熱氧和光熱耦合老化性能的改善效果;利用傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)和熒光顯微鏡研究了光熱耦合作用對不同聚合物改性瀝青、防老劑/聚合物改性瀝青共混體系官能團(tuán)結(jié)構(gòu)和微觀形貌的影響，探討了結(jié)構(gòu)變化、形貌差異和性能變化之間的關(guān)系;研究了光熱耦合老化對聚合物改性瀝青混合料路用性能的影響。主要研究結(jié)論如下:

3、r>　　 (1) SBS改性瀝青在不同紫外光強(qiáng)（0μW/cm2、950μW/cm2、1200μW/cm2）和不同溫度(40℃、60℃)耦合條件下表現(xiàn)出不同的耦合老化效應(yīng)。在溫度較低(40℃)時，光熱耦合作用并不太明顯，僅當(dāng)紫外光強(qiáng)較高（1200μW/cm2）時，SBS改性瀝青的粘度和軟化點才顯著增大;而在較高溫度(60℃)下，紫外光強(qiáng)為950μW/cm2、1200μW/cm2時，SBS改性瀝青的粘度和軟化點均快速增大，光熱耦合效應(yīng)顯著

4、。
　　 (2) SBR改性瀝青在光熱耦合作用下，其耦合老化效應(yīng)不同于SBS改性瀝青，表現(xiàn)為在較低溫度(40℃)時，在不同紫外光強(qiáng)度(950μW/cm2、1200μW/cm2)的作用下，SBR改性瀝青的粘度和軟化點均明顯增大，光熱耦合效應(yīng)較為顯著，而在較高溫度(60℃)時，紫外光強(qiáng)的變化對SBR改性瀝青性能的影響程度降低，光熱耦合效應(yīng)減弱。這可能是因為SBR對溫度的敏感性較高，在較低的溫度下受紫外光的作用SBR的分子就易于發(fā)生降

5、解。
　　 (3)分別添加五種不同種類的防老劑，從熱氧和光熱耦合老化后的粘度增量與軟化點增量兩方面分析，發(fā)現(xiàn)對于SBS改性瀝青，有機(jī)蒙脫土(OMMT)對其耐熱氧和耐光熱耦合老化性能均具有明顯的改善作用，添加不同摻量的OMMT使得SBS改性瀝青的低溫性能下降，高溫穩(wěn)定性增強(qiáng)，而OMMT用量為3％時，其耐光熱耦合老化性能較好;抗氧化劑1010則對SBR改性瀝青耐熱氧和耐光熱耦合老化性能的改善作用較優(yōu)，添加不同摻量的抗氧劑1010改善

6、了SBR改性瀝青的低溫性能，對其高溫性能影響不大，而且抗氧劑1010用量在0.6％時，對SBR改性瀝青的耐光熱耦合老化性能較優(yōu)。
　　 (4)紅外光譜分析表明，在熱氧和光熱耦合老化后，SBS改性瀝青和SBR改性瀝青的羰基和亞砜基官能團(tuán)指數(shù)均呈增大的趨勢，丁二烯基官能團(tuán)指數(shù)呈下降趨勢，這說明SBS、SBR改性瀝青的老化過程是瀝青氧化和聚合物降解并存的過程。相較于熱這一單一因素的影響，光熱耦合作用導(dǎo)致SBS、SBR改性瀝青的羰基指數(shù)

7、和丁二烯基指數(shù)變化幅度更大，促使SBS、SBR改性瀝青的老化過程加速。分別添加不同分量的OMMT和抗氧劑1010后，SBS、SBR改性瀝青共混體系的羰基指數(shù)和丁二烯基指數(shù)變化幅度相比于SBS、SBR改性瀝青會降低40～50％左右，說明OMMT和抗氧劑1010分別對SBS、SBR改性瀝青的耐老化性能起到了改善效果。
　　 (5)熒光顯微鏡分析表明，老化前SBS在SBS改性瀝青中以顆粒狀分布，OMMT的加入使得SBS在OMMT/SB

8、S改性瀝青共混體系中呈現(xiàn)細(xì)條狀。熱氧和光熱耦合老化使SBS改性瀝青的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)消失，SBS發(fā)生降解。而OMMT的加入在一定程度上抑制了SBS的降解和瀝青的氧化，改善了SBS改性瀝青的耐光熱耦合老化性能?？寡鮿?010對SBR改性瀝青的微觀形態(tài)的影響有類似規(guī)律。
　　 (6)光熱老化使得SBS改性瀝青混合料的浸水殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度比和動穩(wěn)定度下降，導(dǎo)致SBS改性瀝青混合料的路用性能下降。而OMMT的加入使得SBS改性瀝青混合料