聚氨酯/废胎胶粉复合改性沥青的制备及性能研究

摘要

针对我国可持续发展的目标，通过将热塑性聚氨酯弹性体和废胎胶粉复合改性的沥青混合料应用于路面结构，不仅解决了大量废旧轮胎的处理问题，做到了废物的循环利用，而且经过聚氨酯弹性体这一高聚物对沥青的进一步改性，改善了单一胶粉改性沥青的相关性能，这对提高沥青混合料的路用性能，进而延长路面的使用寿命具有重要意义。
　　本文首先通过室内试验进行复合改性沥青的研制，在高温条件下采用湿法工艺进行制备，通过针入度、延度、软化点等沥青的常规性能来评价其改性效果，并用试验确定了胶粉的粒径、胶粉的掺量以及弹性体的掺量。研究表明当掺加废胎胶粉粒径为30目，掺量为沥青质量的15％，聚氨酯弹性体掺量为沥青和废胎胶粉总质量3%的复合改性沥青性能比较均衡，改性效果良好。
　　然后采用针入度指数分析方法研究针入度与温度的关系，通过建立线性回归方程，对改性沥青的感温性能进行初步评价，并应用动态剪切流变试验（DSR）、弯曲梁流变试验（BBR）以及旋转粘度试验对其高低温性能进行研究，探讨改性剂对沥青的改性作用。对比基质沥青、废胎胶粉改性沥青和复合改性沥青三种试验结果显示，复合改性沥青的高温性能较基质沥青有明显提高，同时高于单掺胶粉的橡胶改性沥青。低温性能均满足要求但比橡胶沥青稍有降低。接着运用微观试验方法DSC差示扫描量热法进行试验，对复合改性沥青进行热分析，探讨分析其共混改性机理。物质在不同的温度下会发生状态变化，过程中吸收热量的大小会反映到曲线上，复合改性沥青的 DSC曲线较对照组平缓，说明经过改性剂的交联、填充、增强等原因使得沥青的温度稳定性有所改善。
　　最后选用AC-13型密级配沥青混合料，以此类型的混合料进行配合比设计，检验其路用性能，结果表明采用此复合改性沥青制备的沥青混合料具有良好的高温性能和水稳定性，能满足南方地区高温多雨的使用环境。同时依托工程实例对此混合料进行实际应用，铺筑试验路段，采用旧水泥砼路面加铺沥青层的形式对其施工工艺及控制要素进行研究，检验其施工性能的同时也为今后道路的维修养护提供参考。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3本文技术路线及主要内容

第二章 聚氨酯/废胎胶粉复合改性沥青的制备

2.1 试验原材料

2.2 试验仪器设备

2.3 复合改性沥青常规性能评价方法

2.4 聚氨酯/废胎胶粉复合改性沥青的制备

2.5 本章小结

第三章 聚氨酯/废胎胶粉复合改性沥青的性能及改性机理

3.1 沥青的力学性质

3.2 复合改性沥青的针入度指数分析

3.3 复合改性沥青的SHRP高低温性能试验及评价

3.4 聚氨酯/废胶胎粉复合改性沥青改性机理

3.5 本章小结

第四章 聚氨酯/废胎胶粉改性沥青混合料的性能研究

4.1 沥青混合料的分类及选择

4.2 聚氨酯/废胎胶粉改性沥青混合料配合比设计

4.3 聚氨酯/废胎胶粉复合改性沥青混合料性能试验

4.4 本章小结

第五章 复合改性沥青路面施工工艺及工程实例简介

5.1 沥青路面施工前注意事项

5.2 混合料的生产

5.3 混合料的运输

5.4 混合料的摊铺与压实

5.5 依托工程实例的应用简介

5.6 本章小结

结论与展望

主要结论

展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢