西北强紫外线地区老化沥青的再生及其粘附特性的微观机理研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouyong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在路面建设过程中添加废旧沥青混合料(RAP)已成为近年来研究的主流趋势,其中,对RAP中老化沥青的再生是重中之重。西北地区紫外线辐射强,导致沥青除了遭受热氧老化以外,也受到严重的光氧老化。因而西北地区沥青再生剂的研发不仅要考虑热氧老化的影响,还要兼顾紫外老化的影响。此外,目前沥青再生过程中还面临着两大难题:其一,再生剂与老化沥青的扩散融合现象;其二,再生后沥青与集料的粘附性能问题。这两大难题与再生沥青混合料的耐久性能和再生后路面路用性能密切相关。基于此,本文研发了一款针对西北强紫外线地区老化沥青的再生剂,并研究了再生沥青的各项性能。此外,从宏观、微观、模拟三个角度研究了再生剂在老化沥青中的扩散融合规律。最后,采用接触角、红外光谱的试验手段研究了再生沥青的宏观粘附特性及微观粘附机理。本文研究的主要结论有:(1)通过对比压力老化沥青和嘉峪关地区RAP中回收沥青的性能,确定了西北强紫外线地区代表性老化沥青试样为实验室模拟紫外老化50h沥青;选用正交试验设计,以基础性能为指标,确定了自制生物油再生剂的最佳配比;再生沥青的基础指标、布氏旋转粘度、流变试验结果表明,沥青再生后其随针入度、延度增大,软化点下降,布氏旋转粘度降低,车辙因子和复数剪切模量降低,相位角增大,各项性能均可恢复至原样沥青水平甚至更好;搅拌温度越高、搅拌时间越长、再生剂掺量越多、沥青紫外老化程度越浅,再生后各试样的针入度、延度越大,软化点和布氏旋转粘度越小,车辙因子和复数剪切模量越低,相位角越大。(2)再生剂与老化沥青的扩散融合现象满足Fick定律。扩散初始阶段,随扩散时间增加,软化点变低,CH2反对称伸缩处的校正峰面积变小,饱和脂肪酸酯C=O和芳香酸酯C-O伸缩处的校正峰面积变大,MSD曲线中均方位移迅速增大,沥青变软,扩散系数变大,表明再生剂与老化沥青扩散融合的量很大。但经过一段时间后,扩散速率慢慢变低。扩散温度越高,扩散系数越大,说明升高温度可以加快再生剂与老化沥青扩散融合的效率。试样老化程度变深,扩散系数变大,但是变大的速度变低,说明扩散现象在持续,但速率变慢。(3)沥青再生后,粘附功、粘聚功、配伍率逐渐增大,剥落功逐渐减小,说明沥青再生后和集料的粘附性能特性逐渐变好,再生沥青的水稳定性变好。再生过程中,搅拌温度越高、需再生的沥青老化程度越低,再生后沥青和集料的粘附特性越好;但搅拌时间越长、再生剂掺量越多,再生沥青粘附性能呈现先变好后变差的规律,在对沥青进行再生的过程中,应控制好再生剂与老化沥青的搅拌时间及再生剂掺量。(4)紫外老化沥青与生物油再生剂为物理混合,并未产生化学反应。沥青再生后,羰基和亚砜基的校正峰面积均下降。随搅拌时间增加,搅拌温度上升,再生剂掺量越多,试样老化程度越高,再生沥青的羰基校正峰面积均下降,亚砜基处的校正峰面积均呈现先下降后升高趋势。干燥条件下再生沥青混合料的粘附性能与有水存在时再生沥青混合料的抗剥落能力均取决于沥青色散分量的大小。表面自由能指标与红外光谱(FTIR)中的羰基校正峰面积相关性很好,用羰基校正峰面积表征沥青再生前后的微观粘附机理是可行的。
其他文献
学位
海洋运输在国际贸易总运量中占比超过2/3。海洋资源开发战略的提出进一步扩大了海洋服役设备的需求。在海洋的高湿、高盐环境下,关键摩擦副零部件受到电化学和摩擦的双重作用,加速了零部件的损伤失效,致使其服役寿命大幅缩减。因此,研究海洋苛刻环境下具有耐腐蚀、耐磨损的零部件表面防护材料成为重中之重。本论文利用高熵合金四大效应和非金属小原子改性机理,通过磁控溅射的方式在Ar气保护下分别沉积了C、N改性的VAl
制动噪声不仅会影响车内乘客乘坐的舒适性,还会对铁路沿线的居民生活产生影响,制动噪声的研究已经越来越受到人们的关注,制动噪声源的研究对噪声控制和制动过程中降噪有着重要意义。论文首先介绍了列车制动的种类及其关键的制动部件,然后引出制动噪声产生的机理和影响制动噪声的因素,从制动噪声的分类来看,产生制动噪声的振动频率集中在10—16000Hz之间。作为列车制动噪声的主要来源,盘式制动器是通过摩擦产生阻力从
学位
随着时代的变迁和科学技术的发展以及环境的变化,人们越来越注重环保。柴油发动机作为工程机械当中的动力核心,人们对其尾气排放提出了更高的要求。废气涡轮增压器对发动机的节能减排起了相当大的作用。其重要部件是离心压气机,它通过加压空气可以使发动机内燃料充分燃烧,产生更少污染空气的废气,以达到节能减排的目的。离心压气机的核心是叶轮,加压空气是通过它高速旋转实现的,因此设计高效率的小型离心压气机成为热点研究对
学位
城市轨道交通是城市公共交通系统的重要组成部分。从城市化进程来看,城市轨道交通由于其速度快,吞吐量大,安全稳定的特性逐渐成为居民出行的首选交通工具。我国目前进入经济高速发展的阶段,轨道交通成为发展城市经济,改善居民出行体验的重要手段。随着经济的发展和出行需求的不断增加,轨道交通拉动内需、带动经济增长的作用更加明显。城市轨道交通作为当前国内一线二线城市大力发展的交通运输工具,具有着不可替代的社会属性和
随着桥梁结构分析理论的逐渐成熟以及高强度材料的应用,我国桥梁建设正逐步向更大的跨径方向发展。由于连续刚构桥主梁连续、无伸缩缝、无体系转换并且还具有很大的抗弯刚度和抗扭刚度,已成为大跨度预应力混凝土桥梁的首选桥型。预应力混凝土连续刚构桥一般采用挂篮悬臂施工法,在施工过程中,对桥梁的施工质量和结构安全的要求越来越高,因此,对桥梁施工过程进行监测控制是保证桥梁施工质量和结构安全的关键。近几年,我国将“智
学位
在我国推进建筑业转型升级、城镇化进程加快以及钢铁产能过剩矛盾依旧突出的背景下,具有天然装配属性的钢结构住宅成为未来产业化住宅发展方向。过去钢结构因适合大跨度主要用于大型场馆、工业厂房以及公共建筑等领域,住宅方面的应用并不多见。并存在设计过于保守和模数化、标准化程度低问题,导致装配式钢结构住宅初始投资高于传统现浇结构住宅,且现阶段运拆费用实测资料基本属于空白、社会效益难以货币化。而眼前的利益驱使人们