杜仲胶复合改性沥青的开发和应用研究

摘要

杜仲胶是一种在我国广泛分布的高分子资源，是天然橡胶的同分异构体。由于分子链内含有大量结晶，常温下杜仲胶呈硬质塑料状，因此一般被用作塑料的替代品。随着对杜仲胶的研究逐渐深入，发现通过对杜仲胶双键的硫化交联可以打破其结晶并使其获得弹性。本文通过对杜仲胶复合改性沥青的性能和机理的研究，为杜仲胶复合改性沥青的实际应用打下了坚实的基础。 通过对改性沥青机理的分析以及杜仲胶性能的研究，本文认为杜仲胶具有良好的加工性、较低的玻璃化温度，并可以硫化交联成为弹性体，因此具有应用于沥青改性的潜质。基于此，本文选取了一些有价值的研究方向，并通过选取软化点及延度作为关键控制指标进行筛选。经过筛选后，本文在这些方向中选择了一些具有研究价值的方向：杜仲胶直接改性沥青、杜仲胶SBS协同改性沥青、接枝杜仲胶SBS协同改性沥青以及硫化杜仲胶改性沥青，接着针对这几个改性方向进行我国常规胶结料性能指标以及SHRP胶结料性能指标的检测。 通过胶结料性能研究发现：杜仲胶直接用于改性可以提升沥青的高温性能，但是对低温性能有不利影响；杜仲胶SBS协同改性沥青可以有效提升沥青的高温和老化性能，对低温性能影响较小；接枝杜仲胶改性沥青可以改善SBS和沥青的相容性，全面提高沥青的性能；硫化杜仲胶能较好的改善沥青的低温性能，但是对高温性能提升较小。 通过分析胶结料性能的试验数据，本文研究了各种配方的改性机理，并进一步筛选了胶结料性能试验配方以进行杜仲胶复合改性沥青混合料性能研究。本文首先使用60℃动态蠕变试验和-10℃小梁弯曲试验分别衡量混合料的高温和低温性能，并对所有混合料配方进行排序。然后选择混合料性能突出的配方进行力学、水稳定性、高低温性能试验，进一步研究各种混合料配方的路用性能。最后，通过对各个配方混合料性能检测结果的分析，本文指出了各种方案的改性效果以及应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 概述

1.2 国内外研究现状

1.2.1 改性沥青研究概况

1.2.2 杜仲胶研究概况

1.3 研究内容

1.4 技术路线

第2章 沥青改性机理及杜仲胶改性工艺研究

2.1 沥青的组分与结构

2.1.1 沥青的组分

2.1.2 沥青的结构

2.2 聚合物改性沥青机理分析

2.2.1 SBS改性沥青

2.2.2 SBR改性沥青

2.2.3 PE改性沥青

2.2.4 EVA改性沥青

2.2.5 小结

2.3 杜仲胶性能分析

2.3.1 基本物理力学性能参数

2.3.2 杜仲胶的性能测试与表征

2.3 小结

2.4 杜仲胶改性沥青方案研究

2.4.1 杜仲胶的接枝

2.4.2 杜仲胶的硫化

2.5 本章小结

第3章 杜仲胶改性沥青试验设计

3.1 改性沥青的室内生产工艺

3.1.1 改性沥青的主要生产方法及基本工艺

3.1.2 胶体磨法生产工艺

3.1.3 影响共混改性效果的因素

3.2 胶结料及改性剂选择

3.3 胶结料性能指标评价体系与试验方法

3.3.1 胶结料指标评价体系

3.3.2 我国传统指标体系

3.3.3 SHRP指标体系

3.3.4 胶结料性能评价指标确定

3.4 本章小结

第4章 杜仲胶复合改性沥青胶结料性能研究

4.1 各种改性剂改性试验效果分析

4.1.1 SBS改性试验

4.1.2 杜仲胶改性试验

4.1.3 杜仲胶SBS协同改性试验

4.1.4 接枝杜仲胶SBS协同改性试验

4.1.5 界面相容剂作用下的SBS改性沥青试验

4.1.6 存储稳定性试验

4.1.7 硫化杜仲胶改性试验

4.1.8 库车沥青对比试验

4.1.9 其他对比试验

4.1.10 粗选试验小结

4.2 主要配方精选试验及改性机理研究

4.2.1 SBS改性试验

4.2.2 杜仲胶改性试验

4.2.3 杜仲胶SBS协同改性试验

4.2.4 接枝杜仲胶改性试验

4.2.5 硫化杜仲胶改性试验

4.3 杜仲胶复合改性沥青改性效果评价

4.4 本章小结

第5章 杜仲胶复合改性沥青混合料性能研究

5.1 混合料试验设计

5.2 沥青混合料配合比设计

5.2.1 原材料性能测试

5.2.2 目标配合比设计

5.3 杜仲胶改性配方沥青混凝土高低温性能比较研究

5.3.1 杜仲胶改性配方沥青混凝土高温性能比较研究

5.3.2 杜仲胶改性配方沥青混凝土低温性能比较研究

5.3.3 混合料高低温性能试验小结

5.4 杜仲胶改性沥青配方混合料路用性能研究

5.4.1 力学性能

5.4.2 水稳定性

5.4.3 高温稳定性

5.4.4 低温性能

5.4.5 混合料综合性能小结

5.5 本章小结

第6章 成果与展望

6.1 研究成果

6.2 尚待进一步解决的问题

致谢

参考文献

硕士在读期间发表的论文