超分子結構LDHs材料耐老化路用瀝青流變特性研究.pdf

1、LDHs耐老化路用瀝青是通過加入具有紫外阻隔性能的超分子結構層狀雙羥基復合金屬氫氧化物(layer double hydroxides，簡稱LDHs)，以提高路用瀝青的抗紫外老化性能的復合道路材料。LDHs紫外阻隔材料的吸收、屏蔽、阻隔和散射作用，降低了紫外線對超分子結構LDHs材料耐老化瀝青的不可逆老化作用，緩解瀝青使用過程中的硬化開裂現(xiàn)象，優(yōu)化路用瀝青路面的服役性能，延長使用壽命。本文在實驗室前期工作的基礎上，通過室內加速紫外老化模

2、擬試驗、耐老化試驗段現(xiàn)場取樣等手段，深入開展耐老化路用瀝青的老化性能、流變特性、路用性能和粘彈特性的研究，對LDHs耐老化瀝青的推廣應用提供理論基礎和技術支持。
　　 首先根據(jù)太陽輻射的規(guī)律，本文分析了人工加速老化與自然老化的相關性，提出了模擬路面紫外輻射的人工加速紫外老化環(huán)境技術參數(shù)。通過藍色羊毛標準對比不同光源對瀝青老化的影響，結果表明氙燈與實際太陽輻射的相關性較好，高壓汞燈可以加速瀝青老化現(xiàn)象，且瀝青老化試驗是依賴于紫外線

3、輻照量的。通過熱重分析及差示掃描量熱分析制備的LDHs耐老化瀝青，實驗結果表明LDHs材料的加入改善了瀝青的熱穩(wěn)定性。采用常規(guī)物理性能分析LDHs材料對瀝青老化前后的常規(guī)路用性能的影響，結果表明：紫外老化使得瀝青軟化點升高、針入度降低、延度減小，而LDHs材料的加入降低了老化瀝青軟化點增量，殘留針入度比和延度保留率都有所增大，實驗結果表明LDHs材料明顯提高了耐老化路用瀝青的抗紫外老化性能。
　　 第二，采用掃描電子顯微鏡(SE

4、M)、傅立葉紅外光譜(FTIR)及X射線衍射儀(XRD)分析測試超分子結構LDHs材料耐老化路用瀝青的微觀形貌、組成結構，并根據(jù)Mie理論對瀝青中LDHs顆粒對光的吸收和散射特性進行理論分析，研究LDHs材料與瀝青的適配性，為制備高性能耐紫外光老化瀝青提供理論依據(jù)。研究結果表明：LDHs材料顆粒成球狀，晶粒尺寸為50～150nm，粒徑小于紫外線波長，且超分子結構LDHs材料耐老化路用瀝青是一種均勻分散的復合結構，Mie散射理論分析提出了

5、優(yōu)選瀝青材料和LDHs材料的方法。
　　 第三，根據(jù)應用流變學相關理論和方法，采用動態(tài)剪切流變儀(DSR)研究超分子結構LDHs材料對路用瀝青老化前后的流變性能影響規(guī)律。研究結果表明，超分子結構LDHs材料改變了瀝青的流變性能，使得瀝青的復合剪切模量升高，相位角減小；同時LDHs材料提高了瀝青抗老化和抗低溫開裂性能；使用真空旋轉回收儀回收瀝青的方法，對比了PJ90瀝青及其摻量為3％的LDHs耐老化瀝青在室內模擬老化和在內蒙古試驗

6、段通車1年后的粘度值以及高溫車轍因子G*/sinδ，結果發(fā)現(xiàn)LDHs使得瀝青的粘度老化指數(shù)VAI變小，老化后車轍因子減小，LDHs有效的延緩了瀝青老化。
　　 最后，采用蠕變試驗研究了LDHs耐老化瀝青膠漿粘彈特性，并采用合適的流變模型對其粘彈特性進行描述。研究結果表明，LDHs材料的摻入能改變?yōu)r青膠漿的粘彈性質，LDHs一方面能降低了瀝青膠漿加載過程的總蠕變變形，同時又能提高瀝青膠漿總變形中的彈性變形，使瀝青膠漿承受外加荷載時