纳米TiO2对沥青及沥青混合料老化性能影响的研究

摘要

沥青材料在道路使用过程中，在荷载以及自然环境的作用下会发生氧化、聚合等一系列的反应，导致沥青老化，路用性能退化。在我国一些太阳光辐射强烈的省份，紫外老化严重影响了沥青路面的使用寿命。纳米TiO2已被证实是汽车尾气中NOx的高效催化剂，且具有较好的紫外屏蔽性能。但不同晶体类型的TiO2粉末催化活性和紫外屏蔽性能不尽相同。
　　本文将不同晶型的纳米TiO2粉末以改性剂的形式掺入到沥青当中，进行紫外照射和PAV老化，通过老化前后的针入度、延度、软化点的变化，来分析不同掺量、晶型的纳米TiO2对沥青老化性能的影响。试验结果表明，掺入纳米TiO2的沥青与原沥青相比软化点降低，针入度有所升高，延度有所增大。经过紫外老化后，掺加三种晶体粉末的沥青指标的表现均优于原沥青。综合老化后沥青三大指标的表现来看，金红石型表现最好，其次是混晶型，之后为锐钛型。三种粉末的综合表现均是1.0％掺量优于0.5％和1.5％掺量。掺加纳米TiO2粉末对沥青热氧老化无明显的影响。
　　此外，本文又将纳米TiO2粉末直接喷洒于沥青混合料车辙试件表面，对试件进行紫外照射，通过老化前后的低温性能变化，以及对老化后混合料中沥青进行回收并且测试其路用性能指标，来评价混合料的老化程度，分析纳米TiO2的晶体类型、用量对于沥青混合料紫外老化能力的影响规律。综合来看，在沥青混合料的表面喷洒纳米TiO2粉末，可以有效地改善老化后混合料的低温性能。TiO2粉末的使用量越大，改善的效果愈加的明显，并且可以有效地延缓混合料内沥青的老化。从晶体类型来看，金红石型的效果要优于锐钛型粉末。

目录

摘要

1 绪论

1．1 本文选题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外相关研究现状及发展趋势

1．3 论文主要内容

1．4 研究技术路线

2 试验原材料以及试样的制备

2．1 试验用原材料

2．1．1 纳米TiO2粉末

2．1．2 沥青

2．1．3 沥青混合料

2．2 纳米TiO2改性沥青的

2．3 沥青混合料试件的制备

2．4 本章小结

3 纳米TiO2对沥青老化性能影响的研究

3．1 实验方案的确定

3．1．1 沥青紫外老化

3．1．2 沥青热老化

3．2 评价指标

3．3 试验结果分析

3．3．1 延度分析

3．3．2 针入度分析

3．3．3 软化点分析

3．4 本章小结

4 混合料配合比设计

4．1 原材料评价

4．1．1 沥青的评价

4．1．2 沥青混合料所用集料的评价沥青的评价

4．2 配合比设计

4．2．1 混合料级配

4．2．2 马歇尔实验

4．2．3 量佳沥青用量的确定

4．2．4 高温稳定性检验

4．3 本章小结

5 纳米TiO2对沥青混合料老化性能影响的研究

5．1 老化试验方案的确定

5．1．1 评价指标的选择

5．1．2 照射时间的确定

5．2 低温弯曲试验分析

5．2．1 抗弯强度分析

5．2．2 抗弯应变分析

5．2．3 劲度模量分析

5．2．4 量大荷载分析

5．3 回收沥青性能分析

5．3．1 针入度分析

5．3．2 延度分析

5．3．3 软化点分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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