论文部分内容阅读
SBS改性沥青受到氧气、温度、紫外线等作用会发生老化,导致采用其铺筑的路面产生多种病害,需要对其养护维修,由此会产生大量的废旧SBS改性沥青混合料。老化SBS改性沥青的再生可以使废旧SBS改性沥青混合料获得再利用,但再生SBS改性沥青也会发生老化,采用其铺筑的路面达到一定服役年限后,会再次产生废旧SBS改性沥青混合料。由于路面建设所需要的道路材料如沥青、石料等均是不可再生资源,因此老化SBS改性沥青的重复再生利用研究对更好地解决由废旧SBS改性沥青混合料产生的环境与资源问题至关重要。本文通过压力老化(PAV)、紫外老化(UV)和长期热氧老化方式,分别制备了老化SBS改性沥青,并采用普通再生剂(CR)与两种反应型SBS改性沥青再生剂(RRA、RRB)对不同老化方式制备的老化SBS改性沥青再生,并采用相同的方法对其进行二次老化与再生以及三次老化与再生,制备了重复老化SBS改性沥青(CR-A-SMB、RRA-A-SMB与RRB-A-SMB)与重复再生SBS改性沥青(CR-R-SMB、RRA-R-SMB与RRB-R-SMB),研究了重复老化与再生对SBS改性沥青的物理性能、流变性能、化学结构和微观结构的影响。主要研究结论如下:(1)SBS改性沥青分别经过PAV老化、UV老化与长期热氧老化后,其相应的物理性能均表现为针入度、延度与软化点降低,而粘度增大,其中延度下降尤为明显,分别由28.5 cm降低至1.2 cm,3.4 cm和3.3 cm。(2)在三种老化条件下,重复老化与重复再生分别使CR-A-SMB与CR-R-SMB的物理性能迅速变差,尤其是延度,如在PAV老化条件下采用CR制备的老化二次与老化三次SBS改性沥青的延度分别为0.3 cm与0 cm,采用CR制备的再生一次、二次和三次SBS改性沥青的延度分别是9.1 cm、0.9 cm和0.1 cm,即CR在SBS改性沥青再生二次时,对其延度已经没有恢复作用。(3)与CR-A-SMB与CR-R-SMB相比,在三种老化条件下RRB-A-SMB与RRB-R-SMB在重复老化与重复再生的过程中均能够保持较好的物理性能。其中RRB在此过程中对延度的恢复作用更为明显,如在UV老化条件下,采用RRB制备的老化二次与老化三次SBS改性沥青的延度分别为10.9 cm与6 cm,采用RRB制备的再生一次、二次和三次SBS改性沥青的延度分别是34.8 cm,28.2 cm和16 cm,即便老化SBS改性沥青被再生二次,其延度依然能够达到新鲜SBS改性沥青的延度水平。(4)在PAV和UV老化条件下,RRB均能比CR更有效地恢复老化SBS改性沥青的流变性能。CR-A-SMB与CR-R-SMB的流变性能分别随着重复老化、再生次数的增加而迅速变差,极易发生低温疲劳开裂。而RRB-A-SMB与RRB-R-SMB的流变性能则保持的较好,从而避免了容易发生低温疲劳开裂的情况。(5)FTIR分析表明:SBS改性沥青老化后,SBS中的C=C发生断裂并被氧化生成C=O化合物。采用RRB对老化SBS改性沥青再生,RRB中的环氧基团化合物与SBS改性沥青中的SBS氧化产物(如羧基等)发生了反应生成酯。与CR-A-SMB、CR-R-SMB相比,RRB-A-SMB、RRB-R-SMB在重复老化与再生过程中形成了较少的C=O和S=O,并保持了较多的C=C,这表明RRB与SBS氧化产物之间的反应在一定程度上恢复了SBS网络结构从而使SBS在重复老化过程中的降解程度减轻。(6)荧光显微镜观察进一步证明:RRB与SBS氧化产物之间发生了反应从而使断裂的SBS分子链段之间发生交联形成细而密的SBS网络结构,使破损的SBS网络结构获得一定程度的恢复,而CR却对老化SBS改性沥青的微观结构没有明显的恢复作用。重复老化使RRB-A-SMB中的沥青相与SBS相之间的相容性提高,RRB-R-SMB中的SBS网络结构在重复再生过程中逐渐减少,但即便老化SBS改性沥青被RRB重复再生三次后,其微观结构中依然保持一些SBS网络结构。