纳米碳酸钙改性沥青及其混合料的性能研究

摘要

改性沥青已经成为工程中不可或缺的重要材料之一，主要应用于公路工程与防水工程。纳米碳酸钙改性沥青作为一种新型的沥青改性材料，目前国内外对其性能的研究相对较少。因此，开展纳米碳酸钙改性沥青及其混合料的性能试验研究，探索其在公路路面工程中应用的可行性，具有重要的理论和实际意义。
　　本文首先通过纳米碳酸钙改性沥青及纳米碳酸钙和聚乙烯复合改性沥青的针入度、延度和软化点等试验，研究了改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性及温度敏感性等性能;其次，进行动态力学性能试验，分析了纳米碳酸钙对聚乙烯改性沥青粘弹性的影响;然后，进行马歇尔稳定度试验、车辙试验、低温弯曲试验和浸水马歇尔试验，对70号道路石油沥青混合料、纳米碳酸钙改性沥青混合料及纳米碳酸钙和聚乙烯复合改性沥青混合料的路用性能进行比较;最后，通过扫描电子显微镜试验和差示扫描量热试验，对纳米碳酸钙改性沥青的微观机理进行了初步分析。
　　根据试验结果进行分析，得到以下主要结论:1）掺入纳米碳酸钙，纳米碳酸钙改性沥青及纳米碳酸钙和聚乙烯复合改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性及温度敏感性比70号道路石油沥青均有所改善;2）相比聚乙烯改性沥青，纳米碳酸钙和聚乙烯复合改性沥青在-30℃～5℃区间的柔度更大，在5℃～30℃区间的弹性刚度更大;3）纳米碳酸钙和聚乙烯均能改善沥青混合料的高温稳定性，聚乙烯可以改善纳米碳酸钙改性沥青混合料的低温抗裂性;4）电镜扫描结果表明纳米碳酸钙颗粒均匀地分散在沥青当中，形成均匀稳定的结构沥青整体;5）差热分析结果表明纳米碳酸改性沥青的高温稳定性比70号道路石油沥青有所提高。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 改性沥青国内外研究现状

1．2．2 纳米材料改性沥青国内外研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 纳米碳酸钙改性沥青的研究

1．3．2 纳米碳酸钙和聚乙烯复合改性沥青的研究

1．3．3 改性沥青的动态力学性能研究

1．3．4 技术路线

第二章 原材料与试验方法

2．1 原材料

2．1．1 基质沥青

2．1．2 纳米碳酸钙

2．1．3 聚乙烯

2．1．4 矿料

2．2 改性沥青的制备

2．2．1 纳米碳酸钙改性沥青的制备

2．2．2 聚乙烯改性沥青及复合改性沥青的制备

2．3 试验方法

2．3．1 沥青常规技术性能的试验方法

2．3．2 改性沥青动态力学性能试验分析原理及方法

2．3．3 沥青微观试验及机理分析方法

2．4 本章小结

第三章 纳米碳酸钙改性沥青性能试验

3．1 纳米碳酸钙改性沥青的常规技术性能试验

3．1．1 常规技术性能试验结果

3．1．2 常规技术性能试验结果分析

3．2 纳米碳酸钙和聚乙烯复合沥青的常规技术性能试验

3．2．1 常规技术性能试验

3．2．2 常规技术性能试验结果分析

3．3 纳米碳酸钙和聚乙烯复合改性沥青的动态力学性能试验

3．4 本章小结

第四章 纳米碳酸钙改性沥青混合料性能试验

4．1 沥青混合料配合比设计

4．1．1 矿质混合料的级配

4．1．2 最佳油石比的确定

4．2 马歇尔稳定度试验

4．3 车辙试验

4．4 低温弯曲试验

4．5 浸水马歇尔试验

4．6 本章小结

第五章 纳米碳酸钙改性沥青微观试验及机理分析

5．1 扫描电子显微镜试验

5．1．1 试验原理

5．1．2 试验方法

5．1．3 试验结果分析

5．2 差示扫描量热分析

5．2．1 试验原理

5．2．2 试验方法

5．2．3 试验结果分析

5．3 本章小结

结论与展望

展望

参考文献

致谢

附录