【博士】SBS物理和化學(xué)改性瀝青及混合料性能評(píng)價(jià)對(duì)比研究【2005】

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　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：河海大學(xué)　　學(xué)位年度： 2005年　　對(duì)于車流量大、重載、超載嚴(yán)重的我國(guó)高等級(jí)公路尤其是高速公路瀝青路面迫切需要改善瀝青材料的路用性能，提高瀝青路面的服務(wù)水平和使用壽命。聚合物改性瀝青己成為改善瀝青路用品質(zhì)的有效途徑和發(fā)展方向。而SBS改性瀝青材料又以其優(yōu)質(zhì)的路用性能被國(guó)內(nèi)外道路界廣泛應(yīng)用并深入開(kāi)發(fā)研究?！　?duì)于采用現(xiàn)場(chǎng)改性和成品改性的sBs改性瀝青及混合料的性能究竟如何，國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)對(duì)比。本文在分析總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)SBs物理和化學(xué)改性瀝青及混合料的性能進(jìn)行大量試驗(yàn)并深入研究。本論文得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和研究成果對(duì)sBs改性瀝青理論發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用具有較大的意義。　　本論文概述了國(guó)內(nèi)外在聚合物改性瀝青方面的理論研究、應(yīng)用現(xiàn)狀以及進(jìn)展，綜述了改性劑的選擇，改性瀝青及混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法等?！　”菊撐脑趯?duì)sBS改性瀝青結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，選取sBs改性劑和基質(zhì)瀝青，采用合適的制各工藝制得相容性較好的改性瀝青，對(duì)sBs改性劑不同含量下的改性瀝青技術(shù)性能進(jìn)行大篷試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：sBs改性瀝青中改性劑的含量與性能指標(biāo)存在較好的相關(guān)關(guān)系，得到了能使sBs微粒與瀝青膠團(tuán)之間形成理想結(jié)構(gòu)的sBS“理想劑量”為4．5％～5．5％。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外聚合物改性瀝青性能評(píng)價(jià)方法比較，確定了本論文采用常規(guī)、非常規(guī)試驗(yàn)方法以及美國(guó)的SHRP方法對(duì)sBS物理和化學(xué)改性瀝青及混合料性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和對(duì)比。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果：sBs化學(xué)改性瀝青高溫穩(wěn)定性、抗老化性及均勻穩(wěn)定性明顯比sBs物理改性瀝青好；低溫性能、抗疲勞性能前者略好于后者；彈性恢復(fù)性能和旆工性能兩者相當(dāng)。SBs化學(xué)改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和抗疲勞性明顯比sBS物理改性瀝青混合料好：前者的低溫抗裂性略好于后者；兩者的水穩(wěn)定性相當(dāng)。分析結(jié)果表明：sBs改性瀝青與sBs改性瀝青混合料對(duì)應(yīng)的性能指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)論是比較一致的?！　±脺y(cè)力延度試驗(yàn)著重觀察了SBs改性瀝青的低溫拉伸性能，探討了基質(zhì)瀝青性質(zhì)、聚合物種類和含量、熱老化等因素對(duì)改性瀝青低溫性能的影響?！　±脽晒怙@微照相技術(shù)分析了sBs物理和化學(xué)改性瀝青的相態(tài)結(jié)構(gòu)和微觀組成，得出了前者形成的是以SBS為分散相、瀝青為連續(xù)相的海一島結(jié)構(gòu)，后者形成了sBs、瀝青兩相連續(xù)結(jié)構(gòu)。　　空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成是化學(xué)改性瀝青具有良好路用性能的原因之一。通過(guò)回歸分析得出改性瀝青的微觀結(jié)構(gòu)與使用性能之間存在較好的相關(guān)關(guān)系。。　　利用紅外光譜(IR)、差示掃描量熱(DsC)、核磁共振(NMR)等現(xiàn)代分析技術(shù)研究sBs改性瀝青共混機(jī)理。由IR和NMR分析得到SBS改性瀝青的譜圖只是基質(zhì)瀝青譜圖和sBs譜圖的疊加，說(shuō)明sBS與基質(zhì)瀝青基本上沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。Dsc分析結(jié)果表明：sBs化學(xué)改性瀝青的Dsc曲線要比sBs物理改性瀝青平坦，吸收峰也較小，說(shuō)明前者的熱穩(wěn)定性能比后者好，其結(jié)論與宏觀試驗(yàn)結(jié)果一致。　　將sBs物理和化學(xué)改性瀝青混合料鋪筑試驗(yàn)路，對(duì)其路用性能進(jìn)行檢測(cè)和分析，得到兩種改性瀝青路用性能均滿足規(guī)范要求，部分指標(biāo)遠(yuǎn)比規(guī)范規(guī)定值好。但由于路面運(yùn)行時(shí)間較短，在交通荷載與氣候閑素的長(zhǎng)期作用下，其性能變化還需定期進(jìn)行檢測(cè)、綜合評(píng)價(jià)對(duì)比?！　?

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