再生沥青自愈合特性研究及微观分析

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tjpu0510420215
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
沥青作为一种典型的粘弹性材料,能够修复自身损伤从而延长使用寿命。但沥青在长期使用过程中会逐渐老化,常规路用性能劣化的同时自愈合性能也会降低,采用再生剂能够改善老化沥青自愈合性能,然而目前关于再生沥青自愈合特性方面的研究不足。本文主要考虑沥青老化程度、再生剂种类和再生剂掺量三因素制备得到不同状态再生沥青,通过动态剪切流变试验、红外光谱、凝胶色谱等方法对原样沥青、老化沥青及再生沥青的常规及流变性能、自愈合特性和化学特性展开了系统研究。主要研究成果如下:
  ①沥青流动性能随着温度升高而增强,流动行为指数n逐渐增大,当n=0.9时沥青达到近牛顿流体状态,继续升温对沥青流动性能提升并不明显;老化沥青再生后流动性能明显改善,流动行为指数n增大,达到近牛顿流体状态所需温度降低。
  ②基于扩散理论的自愈合模型能够定量描述沥青愈合指数随愈合时间的增长趋势,老化沥青再生后愈合速率K增大,愈合指数HIa提高,自愈合性能恢复。其中愈合指数HIa与粘度、流动行为指数和车辙因子等指标具有较高的拟合度,基于沥青老化及再生过程中流变指标的变化预估沥青愈合指数具有可行性。
  ③沥青愈合指数随愈合温度和时间的增大均表现出先快后慢的增长趋势,沥青愈合存在最佳条件,而老化及再生对沥青最佳愈合条件的影响主要在于温度,再生沥青最佳愈合温度明显低于老化沥青,更有利于沥青性能恢复。对比沥青不同温度阈值发现,可以将沥青软化点或达到近牛顿流体状态时温度作为最佳愈合温度。
  ④基于常规指标、流变指标和自愈合指标分析了沥青老化程度、再生剂种类和再生剂掺量三个因素对再生沥青性能的影响,老化程度较轻沥青再生性能相对容易恢复,再生沥青性能随再生剂掺量增大而提升,三种再生剂对老化沥青再生效果排序为:Y>S>R。
  ⑤通过红外光谱(FTIR)和凝胶色谱(GPC)对不同状态沥青的化学特性进行了分析,再生剂通过物理稀释作用能够降低老化沥青中的极性氧化物含量,调节分子量分布,恢复沥青分子的运动能力。其中老化程度较轻沥青化学特性相对容易恢复,增加再生剂掺量对老化沥青化学特性影响变大,三种再生剂对老化沥青化学特性的影响存在差异,但均不能恢复老化沥青化学特性至原样沥青水平。
  ⑥通过沥青自愈合指标与微观化学指标的相关性分析表明,再生剂组分差异会影响沥青自愈合指标与微观化学指标的相关性,排除再生剂种类影响后,沥青自愈合指标与小分子含量、亚砜基和羰基官能团指数表现出良好的对应关系。
其他文献
近年来,随着人工智能的快速发展,使得自动化技术越来越受到社会与科学界的关注。汽车作为人们主要的出行交通工具,其保有量呈现出迅速上升的状态,因此对于自动化中的自动驾驶技术也随之成为汽车领域的研究热点,无人驾驶技术对整个交通系统都产生着积极的影响,一方面能够解放驾驶员,提高驾驶安全性,减少交通事故的发生,另一方面也可提高能源的有效利用率,减少有害排放物的含量,提高整体环境品质。可见无人驾驶技术可以有效
为了提高汽车的碰撞安全性,减少汽车碰撞事故中的财产损失和人身伤亡,相关学者对汽车碰撞缓冲吸能装置进行了大量研究,提出了压溃式缓冲器、液压阻尼式缓冲器、摩擦式缓冲器、气囊式缓冲器等汽车碰撞缓冲装置。但是这些缓冲器受限于缓冲机理,只能在设计条件下取得好的缓冲效果,对不同类型、不同冲击速度和不同质量的汽车碰撞适应性差。具有变刚度、变阻尼和高吸能特性的智能汽车碰撞缓冲器是未来汽车碰撞缓冲器的发展方向。随着
目前我国公路和市政道路已大量进入养护期,而微表处作为一种常用的预防性养护技术在国内外得到了大量的应用,但同时也暴露出一些问题,其中包括微表处室内配合比设计时湿轮磨耗值、宽度变形率等常规技术指标满足规范要求,但在施工后出现被迅速磨光、出现车辙、脱皮等问题。这是由于微表处室内配合比设计经验性较强,长期性能未得到验证造成的。为了延长微表处的使用寿命,解决微表处施工后出现的多种问题,本文在现有微表处配合比
公路工程随着服务运营年限的增长,公路高切坡安全风险总是处于不断动态变化的过程中,具有强烈空间和时间特征的渐进破坏特性,但在岩土工程领域,针对公路高切坡运营阶段的稳定性演化过程研究仍处于起步阶段,对于有失稳可能的高切坡,及时准确获取高切坡的健康演化过程,有利于保障公路工程的安全运营,因此,高烈度地区公路工程运营阶段,揭示土质高切坡的稳定性演化过程有着重要的科学指导意义及实用价值。  本文依托国家重点
隧道在使用过程中,受到周围环境影响,围岩压力发生较大变化,对隧道安全使用产生不利影响,因此考虑在衬砌与围岩之间加入保护层抵消围岩压力的变化。近年来,气泡混合轻质土在工程建设中得到了越来越广泛的应用,气泡混合轻质土具有抗压强度低、孔隙率高等特点,在压缩过程中能吸收掉大量来自围岩压力改变产生的能量。将气泡混合轻质土作为保护层材料,新型气泡混合轻质土具有一定的抗压强度(6MPa~9MPa)和变形量(>2
透水沥青路面多采用高粘沥青,高粘沥青的粘度极高,且对温度非常敏感,这使得透水沥青路面的拌和、摊铺和碾压的温度及时间相比传统路面更加难以把控。尤其是在寒冷地区以及夜间施工等条件下,由于施工环境温度偏低、施工时运输距离过长等因素使得混合料的温度下降很快,从而导致拌合与摊铺难度增加、沥青与矿料不易充分裹覆、施工压实度不足、孔隙率偏大等,最终影响透水沥青混合料的长期性能,严重制约了透水沥青路面的应用与发展
近年来,随着施工技术的发展,公路隧道渐渐代替了山区的盘山公路,特别是在西南地区,隧道成为公路的重要组成部分,因此,隧道高边坡的稳定问题在公路建设中也越来越受重视。然而,由于隧道洞口段边坡时常伴有浅埋、高边坡、风化破碎严重等状况,在隧道施工过程中极易出现围岩坍塌、边坡失稳等问题。因此有必要对于山岭隧道洞口高陡边坡的稳定进行分析研究。本文结合实际工程,通过理论计算分析和三维数值模拟对隧道洞口高边坡失稳
学位
随着我国公路工程建设进程的推进,现阶段公路建设项目主要集中在气候差异性显著的欠发达地区。为满足这些地区沥青路面的路用性能需求,往往需要使用高性能改性沥青,而SBS改性沥青高低温性能良好,在这些地区泛用性强。由于这些地区允许施工的季节区间短,SBS改性沥青路面施工过程中无法避免低温施工工况,同时低温施工条件会严重影响路面施工质量。  低温条件下路面施工质量控制不当通常会造成沥青老化、温度离析、压实不
为了研究水泥、消石灰等无机微粉类改性剂对沥青及沥青混合料性能的影响。本文使用2.5%、5%、7.5%掺量的水泥、消石灰配制无机微粉改性沥青。通过对改性沥青进行针入度、延度、软化点、DSR等实验,分析了水泥、消石灰等无机微粉对沥青基本指标、老化性能、高温流变性能的影响;使用无机微粉改性沥青成型AC-20C型沥青混合料,并通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、高温车辙试验、低温弯曲试验,分析了水泥、消石灰
学位
在我国高寒地区,由于气温低且昼夜温差大,导致沥青路面温度场变化剧烈,因此路面易发生温度应力开裂和温度疲劳损伤等破坏,这严重影响沥青路面使用寿命,成为阻碍我国高寒地区沥青路面发展的难题。目前,大多数学者常采用数值模拟的方式研究沥青路面温度场和温度应力,而受限于气象资料获取不全面与路面热参数选择不当,导致分析结果与实际差异较大,另一方面现有的温度场预估公式也存在适用范围或计算复杂的局限性,因此优化高寒
学位