SBS-橡胶粉—纳米SiO2三元复合改性沥青修补料的制备与性能研究

论文摘要

我国高等级公路尤其是高速公路沥青路面存在着车流量大、重载、超载严重等问题，从而使其在设计的使用期限内出现很多安全隐患，对司乘人员的安全带来严重的威胁，因此，迫切需要改善沥青材料的路用性能，提高沥青路面的服务水平和使用寿命。聚合物改性沥青己成为改善沥青路用品质的有效途径和发展方向。本研究以废旧废胶粉、纳米SiO2、SBS、SBR四种改性剂为基础，对基质沥青进行了复合改性，分别制备了废胶粉改性沥青、废胶粉-SBS-纳米SiO2复合改性沥青、废胶粉-SBR-纳米SiO2复合改性沥青以及SBS/SBR复合改性沥青，通过对改性沥青的软化点、针入度、延度等常规技术性能与热失重情况进行测试，并用扫描电镜对其进行微观表征，研究了改性剂对改性沥青性能的影响。（1）使用废胶粉对沥青进行改性，研究了胶粉添加量与胶粉粒径对改性沥青性能的影响，并得出如下结论：随着胶粉添加量的增加，改性沥青的软化点提高，低温延度增加，针入度降低。选用80目胶粉，胶粉添加量在25wt.%时各项指标最优。（2）用直接剪切的方法制备了SBS-废旧橡胶粉-纳米SiO2三元复合改性沥青，研究了拌合时间、拌合温度及改性剂添加量对沥青形貌以及沥青软化点、针入度、延度的影响规律。研究结果表明，在拌和温度为180℃、拌和时间为6h，SBS添加量为5wt.%、橡胶粉添加量为25wt.%、SiO2添加量为0.05wt.%条件下，能够获得改性沥青最优性能，与基质沥青相比，改性沥青的软化点提高了63%，5℃延度提高了600%。（3）将不同含量的SBS与SBR分别加入改性沥青中，制备出废胶粉-SBS-纳米SiO2复合改性沥青与废胶粉-SBR-纳米SiO2复合改性沥青，研究了两种改性剂的种类与含量对改性沥青的影响。实验结果表明，当增大两种改性剂含量时，改性沥青的高低温性能均得到了改善。但SBS对改性沥青的软化点提高较大；而SBR改性沥青在低温延度上较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 改性沥青的结构与性能
• 1.2.1 基质沥青的组成与结构
• 1.2.2 改性剂的种类与性能
• 1.3 改性沥青的生产工艺
• 1.4 改性沥青的国内外应用与研究进展
• 1.5 本课题研究的意义及内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料及设备
• 2.2 改性沥青的制备
• 2.2.1 废旧橡胶粉改性沥青的制备
• 2三元复合改性沥青的制备'>2.2.3 废胶粉-SBS-纳米 SiO₂三元复合改性沥青的制备
• 2.2.4 SBS/SBR 改性沥青的制备
• 2.3 测试表征
• 2.3.1 软化点测试
• 2.3.2 低温延度测试
• 2.3.3 针入度测试
• 2.3.4 针入度指数（PI）测试
• 2.3.5 当量软化点（T800）测试
• 2.3.6 当量脆点（T1.2）测试
• 2.3.7 热重分析（TGA）测试
• 2.3.8 扫描电镜（SEM）观察
• 第3章 橡胶粉改性沥青性能的研究
• 3.1 实验配方与工艺
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 橡胶粉添加量对改性沥青体系的影响
• 3.2.2 废橡胶粉粒径对改性沥青体系的影响
• 3.3 本章小结
• 2三元复合改性沥青的研究'>第4章 SBS-废胶粉-纳米 SiO₂三元复合改性沥青的研究
• 4.1 实验配方与设计
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 工艺条件对改性沥青性能的影响
• 4.2.2 改性剂对改性沥青性能的影响
• 4.3 各因素对改性沥青性能的影响大小
• 4.4 改性沥青与基质沥青在沥青三大指标的比较
• 4.5 本章小结
• 第5章 SBS 与 SBR 对改性沥青的性能研究
• 5.1 SBS 与 SBR 改性沥青的改性效果比较
• 5.1.1 试验配方与工艺
• 5.1.2 结果与讨论
• 5.2 SBS/SBR 添加量比对改性沥青性能的影响
• 5.2.1 试验制备
• 5.2.2 结果与讨论
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文