高性能瀝青路面裂縫修補(bǔ)材料的制備與性能研究.pdf

1、裂縫是瀝青路面的主要病害之一，裂縫的存在不僅影響行車的舒適性和安全性，而且路表雨水通過裂縫滲入基層，還將大大削弱路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使瀝青路面受到更嚴(yán)重的破壞。目前通常采用聚合物改性瀝青灌縫材料對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，但是現(xiàn)有的裂縫修補(bǔ)材料與舊油面之間的低溫粘結(jié)力較低、低溫柔性和耐久性較差，在路面低溫收縮時(shí)容易出現(xiàn)修補(bǔ)材料與舊路面剝離脫落，重新產(chǎn)生裂縫，特別是在氣候寒冷、紫外線強(qiáng)的地區(qū)，瀝青路面的裂縫需要年年修補(bǔ)。本文通過對(duì)SBS接枝改性顯著提

2、高了SBS改性瀝青的粘結(jié)性、低溫柔韌性，并借助于有機(jī)化蒙脫土進(jìn)一步改善了SBS改性瀝青的耐老化性能，制備出了性能優(yōu)良的SBS改性瀝青灌縫材料。主要研究成果如下： 采用溶液聚合法制備了不同接枝率（GD）的馬來酸酐接枝SBS（MAH-g-SBS）、丙烯酸接枝SBS（AA-g-SBS）和甲基丙烯酸甲酯接枝SBS（MMA-g-SBS）改性劑，通過傅立葉紅外光譜儀（FTIR）對(duì)接枝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。以接枝SBS作為改性劑，制得了不同接枝率

3、的接枝SBS改性瀝青灌縫材料，研究了接枝率對(duì)接枝SBS改性瀝青灌縫材料的物理性能、力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)以及老化性能的影響。研究結(jié)果表明，隨著接枝率的增大，三種接枝SBS改性瀝青灌縫材料的低溫柔韌性和彈性恢復(fù)都得到顯著的提高。同時(shí)，MAH-g-SBS提高了改性瀝青灌縫材料的軟化點(diǎn)、粘度及針入度，MMA-g-SBS和AA-g-SBS改性瀝青灌縫材料隨接枝率的增大，軟化點(diǎn)和粘度稍有下降。 力學(xué)性能測(cè)試表明MAH、AA、MMA對(duì)SBS接枝

4、后，均能顯著提高SBS改性瀝青灌縫材料與舊路面之間的粘結(jié)強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度和低溫柔韌性也得到不同程度的提高。 長(zhǎng)期熱氧老化試驗(yàn)、薄膜烘箱老化試驗(yàn)（TFOT）、壓力老化試驗(yàn)（PAV）和長(zhǎng)期紫外老化試驗(yàn)（UV）對(duì)接枝SBS改性瀝青灌縫材料抗老化性能的研究結(jié)果表明，三種接枝SBS改性瀝青的抗老化性能均有一定程度的改善，其中MAH-g-SBS改性瀝青灌縫材料抗老化性能最好。這是由于接枝過程中，MAH、AA、MMA與SBS中的雙鍵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

5、，減少了SBS中的C=C雙鍵數(shù)量，避免了SBS在熱氧作用下的斷鏈降解，因而提高了接枝SBS改性瀝青灌縫材料的耐老化性：而MAH在SBS分子鏈上以單分子接枝為主，相同接枝率時(shí)MAH-g-SBS中的雙鍵最少，故其耐老化性最好。 以物理性能和抗老化性優(yōu)良的MAH-g-SBS改性瀝青灌縫材料為基礎(chǔ)，分別加入抗氧化劑、紫外吸收劑和有機(jī)化蒙脫土來進(jìn)一步提高灌縫材料的耐熱氧和光氧老化性能，結(jié)果表明抗氧化劑和紫外線吸收劑對(duì)耐老化性有一定的改善作

6、用，而有機(jī)化蒙脫土的改善作用最為有效。 X射線衍射（XRD）測(cè)試結(jié)果表明，有機(jī)化蒙脫土與SBS改性瀝青形成了剝離結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料。剝離的有機(jī)化蒙脫土片層均勻地分散在SBS改性瀝青中，有效地阻止或減緩了氧氣在瀝青中的擴(kuò)散，減少了SBS和瀝青分子鏈?zhǔn)芄舻膸茁?，從而改善了SBS改性瀝青灌縫材料的耐熱氧和光氧老化性能。 參照國(guó)外試驗(yàn)規(guī)范和國(guó)內(nèi)相關(guān)的試驗(yàn)方法對(duì)制備的高性能SBS改性瀝青灌縫材料的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際