超分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)層狀雙羥基復(fù)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(fù)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(jié)構(gòu)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(shí)驗(yàn)室前期工作的基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)加速紫外老化模

2、擬試驗(yàn)、耐老化試驗(yàn)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(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)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(guān)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(shù)參數(shù)。通過藍(lán)色羊毛標(biāo)準(zhǔn)對比不同光源對瀝青老化的影響，結(jié)果表明氙燈與實(shí)際太陽輻射的相關(guān)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(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(jié)果表明：紫外老化使得瀝青軟化點(diǎn)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(diǎn)增量，殘留針入度比和延度保留率都有所增大，實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jié)構(gòu)LDHs材料耐老化路用瀝青的微觀形貌、組成結(jié)構(gòu)，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(jìn)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(jié)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(jié)構(gòu)LDHs材料耐老化路用瀝青是一種均勻分散的復(fù)合結(jié)構(gòu)，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(yīng)用流變學(xué)相關(guān)理論和方法，采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)研究超分子結(jié)構(gòu)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(jié)果表明，超分子結(jié)構(gòu)LDHs材料改變了瀝青的流變性能，使得瀝青的復(fù)合剪切模量升高，相位角減?。煌瑫r(shí)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(zhuǎn)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(nèi)模擬老化和在內(nèi)蒙古試驗(yàn)

6、段通車1年后的粘度值以及高溫車轍因子G*/sinδ，結(jié)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(yàn)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(jìn)行描述。研究結(jié)果表明，LDHs材料的摻入能改變?yōu)r青膠漿的粘彈性質(zhì)，LDHs一方面能降低了瀝青膠漿加載過程的總?cè)渥冏冃?，同時(shí)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(shí)