熱、光、水耦合條件下SBS改性瀝青老化機(jī)理研究及高性能再生劑開發(fā).pdf

1、瀝青路面在后期養(yǎng)護(hù)及翻修過(guò)程中，大量的廢舊瀝青混合料因銑刨后未被利用而廢棄，因此開展SBS改性瀝青混合料再生技術(shù)是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的路面修復(fù)技術(shù)。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《熱、光、水耦合條件下SBS改性瀝青老化機(jī)理研究及高性能再生劑研發(fā)》，自主開發(fā)瀝青熱、光、水耦合老化試驗(yàn)裝置，對(duì)SBS改性瀝青耦合老化規(guī)律及機(jī)理開展系統(tǒng)、深入的理論與實(shí)驗(yàn)研究;在此基礎(chǔ)上，研發(fā)環(huán)保型高性能SBS改性瀝青再生劑，提出了SBS改性瀝青再生劑技術(shù)

2、指標(biāo)建議值和老化瀝青再生理論。
　　通過(guò)調(diào)研全國(guó)太陽(yáng)輻射、高溫、相對(duì)濕度等氣候分布狀況，根據(jù)瀝青“老化等效”原則自主開發(fā)瀝青室內(nèi)加速模擬熱、光、水耦合老化試驗(yàn)裝置;結(jié)合我國(guó)瀝青路面大修期限約為10年進(jìn)行計(jì)算，采用正交試驗(yàn)，確定了針對(duì)本試驗(yàn)裝置的室內(nèi)模擬耦合老化條件:輻射強(qiáng)度500W、溫度70℃、相對(duì)濕度50％;采用DSR、FTIR、GPC、1H-NMR等手段探索了基質(zhì)瀝青、SBS改性瀝青在熱、光、水耦合老化條件下宏觀性能及微觀結(jié)構(gòu)

3、變化規(guī)律，建立了物理性能、流變特性等非線性耦合老化速率預(yù)測(cè)微分方程和芳香度微觀結(jié)構(gòu)老化動(dòng)力學(xué)方程，利用灰色系統(tǒng)理論對(duì)SBS改性瀝青微觀結(jié)構(gòu)和宏觀指標(biāo)變化關(guān)聯(lián)度進(jìn)行研究，表明SBS改性瀝青中瀝青相和SBS聚合物在耦合老化條件下微觀結(jié)構(gòu)變化，最終導(dǎo)致宏觀性能劣化，揭示了SBS改性瀝青熱、光、水耦合老化機(jī)理，即太陽(yáng)輻射是造成瀝青相輕質(zhì)組分揮發(fā)及芳構(gòu)化反應(yīng)、SBS聚合物氧化降解的主要因素，高溫、潮濕環(huán)境則會(huì)加劇瀝青耦合老化惡性循環(huán)。
　　

4、在總結(jié)分析SBS改性瀝青耦合老化機(jī)理基礎(chǔ)上，確定了瀝青再生劑性能要求，從功能、安全、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等原則方面提出了SBS改性瀝青再生劑原材料組成和制備工藝;采用正交試驗(yàn)優(yōu)選了輕質(zhì)組分材料并確定了再生劑配比，即溶脹改性液最優(yōu)組分比例為:基礎(chǔ)油分∶增塑劑∶增粘樹脂∶改性劑=1∶0.3∶0.03∶0.05，抗氧劑、紫外線吸收劑、抗剝落劑分別為溶脹改性液質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的0.5％、0.5％、0.3％;通過(guò)對(duì)ZZ與RA-2、DN100、DN101四種再生劑組

5、分、安全性、粘度、表面張力、耐老化等方面進(jìn)行性能對(duì)比分析和環(huán)境評(píng)價(jià)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外瀝青再生劑技術(shù)指標(biāo)，首次從環(huán)保和性能等方面提出了SBS改性瀝青再生劑技術(shù)指標(biāo)建議值。
　　通過(guò)對(duì)四種再生SBS改性瀝青常規(guī)物理性能、SHRP性能、四組分、熱穩(wěn)定性及耐老化性能展開對(duì)比分析研究，表明ZZ再生劑對(duì)老化改性瀝青已具備一定的適用性，6％左右的再生劑摻量可將老化瀝青各性能指標(biāo)恢復(fù)至原樣瀝青水平;基于紅外光譜對(duì)再生劑、再生瀝青進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析，表明瀝