再生SBS改性沥青性能及工程性能研究

摘要

沥青在我国自二十世纪九十年代运用到道路建设中以来，由于SBS改性沥青中SBS改性剂提高了沥青的工程性能，被大量运用到高等级沥青路面。由于使用寿命不长，每年产生的大量老化SBS改性沥青，不但会产生巨大的环境压力，还会不断加剧非再生能源危机，如果能够通过再生技术使老化SBS改性沥青再次运用到道路工程建设中来，不但解决了环境污染问题，还践行了可持续发展思路，使得再生SBS改性沥青的工程应用研究有了相当的现实意义和研究意义。改性沥青再生原理是根据生产调和沥青的方法，其基本理论依据为胶体结构理论，也就是在老化沥青中添加再生剂，改善老化沥青各组分含量，改善老化沥青的性质，使其满足工程性能需要。本文的主要研究内容如下： 本文的主要研究内容为以下几个方面：采用实验室对SBS改性沥青进行老化。老化过程如下：1.首先选用旋转薄膜烘箱对SBS改性沥青老化85min，得出初步老化材料。2.将初步老化材料放入压力老化仪中老化20h，得到所需老化实验材料。本实验中选用旋转薄膜烘箱对SBS改性沥青的老化是为了模拟其在自然状态下的短期老化，将初步老化材料放置于压力老化仪中老化20h是为了模拟其在自然环境下的长期老化。将实验制备的老化SBS改性沥青材料进行再生试验，通过向老化SBS改性沥青中加入不同剂量的再生剂进行再生，得到再生SBS改性沥青，通过对比分析再生后的特征性能得出再生剂的最佳掺量为9%，在对（未老化的SBS改性沥青，老化SBS改性沥青，再生SBS改性沥青）三类材料的特征性能进行对比分析。 本文接下来研究再生SBS改性沥青混合料的工程性能，通过与原样SBS改性沥青混合料、老化SBS改性沥青混合料、再生SBS改性沥青混合料的工程性能进行对比。通过级配计算及相关规范确定本文选用AC-13集料级配，采用马歇尔标准实验确定原样SBS改性沥青混合料、老化SBS改性沥青混合料、再生SBS改性沥青混合料最佳油石比，得出原样SBS改性沥青混合料的最佳油石比为4.35%，再生SBS改性沥青混合料最佳油石比为4.45%，按照上述结果制作马歇尔试件以及相关试块。对三类混合料试件进行高温稳定性、低温稳定性、水稳定性、疲劳性等工程性能进行试验对比研究，发现SBS改性沥青老化之后的混合料其工程性能严重下降，再生SBS改性沥青混合料其工程性能有所提高，且均能满足规范要求，但是离原样SBS改性沥青混合料工程性能还存在一定的差距，说明SBS改性沥青的老化过程存在一定的不可逆，对老化SBS改性沥青的再生工程应用前景还需更进一步的研究。 再生之后的主要目的是工程应用，接下来就是探究再生SBS改性沥青是否满足工程性能要求。本文的集料级配选用A-C13级配，通过马歇尔试验确定三类（原样SBS改性沥青、老化SBS改性沥青，再生SBS改性沥青）混合料的最佳油石比，制作马歇尔试件进行路用性能试验，工程性能主要探究再生SBS改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、疲劳性能等。本文采用高温车辙试验探究其高温稳定性、通过马歇尔试验以及冻融劈裂试验分析其低温抗裂性、浸水马歇尔讨论其水稳定性，选用控制应力应变探究疲劳性能进行实验分析。通过对比分析工程性能推断再生SBS改性沥青工程应用前景，对老化SBS改性沥青进行再生之后不管是特征性能还是路用性能都有所提高，且均能满足规范要求，但是离原样SBS改性沥青还是一定的差距，说明SBS改性沥青的老化过程存在一定的不可逆，对老化SBS改性沥青的再生应用前景还需更进一步的研究。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2.1 国外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.3.1 本文研究内容

1.3.2 主要技术路线

第2章 SBS改性沥青老化再生

2.1 SBS改性沥青基本参数

2.2 SBS改性沥青的老化

2.2.1 SBS改性沥青老化机理和模拟老化实验

2.2.2 SBS改性沥青老化后特征性能

2.3.1 老化SBS改性沥青再生机理

2.3.2 制备再生沥青

2.3.3 再生效果分析

2.4 本章小结

第3章 三类沥青混合料试验

3.1 研究概述

3.2 再生SBS改性沥青混合料配合比设计

3.2.1 集料性质

3.2.2 石料级配

3.2.3 确定SBS改性沥青混合料最佳油石比

3.2.4 再生SBS改性沥青混合料最佳油石比确定

3.3 制备沥青混合料试件

3.3.1 原样SBS改性沥青混合料制备

3.3.2 老化SBS改性沥青混合料制备

3.3.3 再生SBS改性沥青混合料制备

3.4 本章小结

第4章 路用性能试验

4.1 沥青混合料的高温稳定性

4.2 沥青混合料的低温性能

4.3 沥青混合料的水稳定性

4.3.1 浸水马歇尔试验

4.3.2 冻融劈裂试验

4.4 沥青混合料疲劳性能

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 研究展望

参考文献

攻读硕士研究生期间取得的成果

致谢