废橡胶粉改性沥青界面作用机理及性能研究

论文摘要

随着我国公路交通事业的迅猛发展,大型化车辆比例逐年增加,交通量日益增长,高等级沥青路面车流量大、重载、超载的现象尤为突出,对沥青路面性能的使用要求也就越来越高,而废橡胶粉由于其丰富的资源、低廉的价格、简单的生产工艺被国内外许多科技工作者广泛应用于改性沥青的研究。本文概述了国内外在废橡胶粉改性沥青方面的理论研究、应用现状以及发展。在前人研究成果的基础上,提出了以WX改性剂和硫化剂来活化处理橡胶粉,从而达到提高废橡胶粉改性沥青性能的目的。通过对纯胶粉改性沥青的胶粉用量、剪切温度、剪切时间和剪切速率的实验研究,得出了最佳的制备工艺条件为:胶粉用量15%、剪切温度175℃、剪切时间2h、剪切速率5000r/min。并模拟此工艺条件,研究了改性剂和硫化剂的掺量。结果表明,当改性剂掺量在4%~6%,硫化剂掺量在1%~2%时,复合改性沥青的各项指标比较稳定,符合实际应用要求。对比分析了此废橡胶粉改性沥青与经过TOR处理的废橡胶粉改性沥青,分析表明二者的性能指标较为吻合,且各项性能都明显优于纯胶粉改性沥青。利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)、差示扫描量热(DSC)等测试手段对比分析了纯胶粉改性沥青、废橡胶粉复合改性沥青、废橡胶粉TOR复合改性沥青的组成和结构,对混合物的共混机理做出了初步的解释。SEM分析表明,经过改性剂、硫化剂和TOR处理的废橡胶粉能与沥青充分溶胀溶解。IR分析表明,废橡胶粉复合改性沥青和TOR复合改性沥青较纯胶粉改性沥青,没有明显的吸收峰变化,说明化学改性剂在粘合料体系中仅仅起到了增容的作用。DSC分析表明,改性沥青的热稳定性都优于基质沥青,且废胶粉复合改性沥青、废胶粉TOR复合改性沥青样品的热稳定性最好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 第二章 研究方案与试验材料
• 2.1 研究方案
• 2.2 原材料技术性质分析
• 2.2.1 基质沥青
• 2.2.2 废胶粉
• 2.2.3 WX
• 2.2.4 TOR
• 第三章 实验仪器及宏观实验测试方法
• 3.1 实验仪器
• 3.1.1 宏观实验仪器
• 3.1.2 微观实验仪器
• 3.2 宏观实验测试方法
• 3.2.1 针入度试验
• 3.2.2 软化点试验
• 3.2.3 延度试验
• 第四章 废胶粉改性基质沥青试验研究
• 4.1 研究目的
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 胶粉用量
• 4.2.2 剪切温度
• 4.2.3 剪切时间
• 4.2.4 剪切速率
• 4.3 结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 废胶粉复合改性基质沥青试验研究
• 5.1 研究目的
• 5.2 试验方法
• 5.2.1 WX 掺量设计实验
• 5.2.2 硫化促进剂掺量设计实验
• 5.2.3 废胶粉-TOR 复合改性沥青性能实验
• 5.3 结果分析
• 5.3.1 WX 掺量设计实验分析
• 5.3.2 硫化促进剂掺量设计实验分析
• 5.3.3 废胶粉改性沥青、废胶粉-WX 复合改性沥青、废胶粉-TOR 复合改性沥青对比分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 复合改性沥青共混机理研究
• 6.1 研究目的
• 6.2 试验方法及结果分析
• 6.2.1 扫描电子显微镜（SEM）
• 6.2.2 红外光谱（IR）
• 6.2.3 差示扫描量热（DSC）
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论
• 7.1 主要结论
• 7.2 创新点
• 7.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 详细摘要