基于废旧橡塑高分子合金的稳定型改性沥青的机理研究

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随着交通量的不断加大和重载车辆的不断增多,一些沥青路面在正式开放交通后不久就出现了不同程度的早期损害,这不但造成了很大的经济损失,也给行车舒适性和行车安全性带来了较大隐患。此外,随着经济的发展,我国每年都产生大量的废旧塑料和废旧橡胶,这给环境造成了巨大的压力,如何能够有效的解决这些环境问题成为一个严峻的课题。如果将废旧橡胶和废旧塑料回收后加工后加入到沥青中来提高沥青的使用性能,既能有效地解决废旧轮胎及塑料带来的污染问题,又能改善沥青材料的路用性能,从而带来显著的经济和社会效益。针对以上问题,本文开展了废旧橡塑高分子合金稳定型改性沥青的机理研究。首先通过溶解度参数分析了废旧塑料和废旧橡胶的相容性,然后以废旧塑料和废旧橡胶为原材料,在特定的工艺条件下用双螺杆挤出机制备不同橡塑比的橡塑高分子合金改性剂(橡塑比为5:5、6:4、7:3,分别简称为A改性剂、B改性剂和C改性剂)。通过红外分析和差热分析(DSC)研究废旧塑料和废旧橡胶的相容性机理。进而将改性剂加入到沥青中,研究改性剂的最佳掺量,并探索选用合适的稳定剂、相容剂使改性沥青稳定化。通过对改性沥青的组分分析、微观结构分析研究改性沥青的相容机理。最后以橡胶改性沥青和塑料改性沥青作为对比样本,利用动态剪切流变仪(DSR)分析不同改性沥青的动态粘弹性能。通过以上研究发现:废旧塑料的溶解度参数约为7.85,废旧橡胶的溶解度参数在8.35~8.45之间,两者之差较小,具有较好的相容性;对改性剂的红外分析和差热分析表明,废旧塑料橡胶的共混过程以物理作用为主,且C改性剂的相容性最好;研究橡塑改性沥青发现,三种橡塑改性沥青中改性剂的最佳掺量都是20%,稳定剂的最佳掺量是0.5%,没有选用相容剂;通过对橡塑改性沥青的微观分析发现,3种橡塑改性剂在沥青中呈团状或絮状分布,且C改性剂在沥青中的分布最均匀,粒径最小;通过对橡塑改性沥青、塑料改性沥青和橡胶改性沥青的粘弹特性的分析及其主曲线的确定,发现橡塑改性沥青的抗车辙能力最强。本文的研究对进一步研究橡塑改性沥青及橡塑改性沥青混合料的性能具有一定的理论意义及参考价值,对于橡塑改性沥青的推广应用有一定的现实意义。
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