纳米蒙脱土(OMMT)/SBS改性沥青流变特性研究

摘要

随着我国交通基础设施建设的快速发展，交通量的日益增长，重载、超载的比例不断增加、渠化交通等对沥青路面的路用性能提出了更高的要求。为了改善沥青路面的使用质量，延长路面的服役寿命及提高公路的投资效益，SBS改性沥青和纳米蒙脱土(OMMT)改性沥青路面凭借其优良的技术性能及简单的施工工艺等日益受到人们的关注。为此，本文针对90＃基质沥青、SBS改性沥青和OMMT/SBS改性沥青开展流变性能及抗老化性能的研究。
　　采用动态剪切流变仪(DSR)对90＃基质沥青、SBS掺量分别为1％、3％和5％的改性沥青、OMMT/SBS改性沥青(OMMT掺量为0.5％，且SBS掺量为1％、3％和5％; SBS掺量为3％，OMMT掺量分别为1％、2％)进行中、高温流变性能参数测定，并采用弯曲梁流变仪(BBR)对其进行低温流变性能评价。通过对中、高温流变性能参数分析发现，SBS掺入对沥青的流变性能改善温度主要集中在46℃～64℃之间，而在高温阶段，温度对流变性能的影响占为主导。在SBS改性沥青中掺入0.5％的OMMT，其对3％SBS改性沥青的中、高温流变性能改善效果最为显著，3％SBS改性沥青中掺入2％的OMMT对其中，高温流变性能改善效果较好;根据低温蠕变劲度模量（S)和m值的试验结果分析表明，SBS掺入对沥青低温流变性能改善效果比较显著。通过对S和m分析得到SBS改性沥青的最佳SBS掺量为5％。此外，在SBS改性沥青中掺入0.5％的OMMT对其低温流变性能改善效果不佳，而掺入2％OMMT对3％SBS改性沥青低温流变性能改善效果显著。
　　针对相同的试验材料，采用沥青旋转薄膜烘箱和PAV压力老化容器分别模拟沥青短期老化(RTFOT)和长期老化(PAV)，进而采用DSR试验和BBR试验分别对其中、高温及低温流变性能进行评价。通过对沥青的RTFOT老化和PAV老化后中、高和低温流变性能参数分析发现，OMMT掺量对老化后SBS改性沥青的中、高和低温流变性能具有显著的影响，随着OMMT掺量增加，对SBS改性沥青的流变性能改善作用随之增加，限于本研究范围内，掺入3％SBS和2％OMMT对基质沥青的抗老化性能改善最为显著。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 SBS改性沥青性能研究

1．2．2 OMMT改性沥青性能研究

1．2．3 OMMT／SBS改性沥青性能研究

1．2．4 存在的问题

1．3 本文主要研究内容

第2章 试验材料和试验方案

2．1 原材料及改性沥青制备

2．1．1 原材料

2．1．2 SBS改性沥青制备

2．1．3 OMMT／SBS共混改性沥青制备

2．2 实验设备

2．2．1 改性沥青制备设备

2．2．2 沥青老化设备

2．2．3 沥青流变性能试验设备

2．3 沥青流变及老化性能试验方法

2．3．1 沥青流变试验

2．3．2 沥青旋转薄膜加热试验

2．3．3 沥青老化容器加速沥青老化试验

2．4 本章小结

第3章 OMMT／SBS改性沥青原样流变性能

3．1 概述

3．2 粘度

3．2．1 SBS改性沥青粘度试验结果分析

3．2．2 OMMT／SBS改性沥青的粘度试验结果分析

3．3 SBS改性沥青流变性能

3．3．1 复数剪切模量和相位角

3．3．2 车辙因子

3．4 SBS改性沥青低温性能

3．5 OMMT／SBS改性沥青的流变性能

3．5．1 OMMT／SBS改性沥青的复数剪切模量和相位角

3．5．2 OMMT／SBS改性沥青车辙因子

3．6 OMMT掺量对SBS改性沥青流变性影响

3．7 OMMT／SBS改性沥青低温性能

3．7．1 OMMT／SBS改性沥青的S和m值

3．7．2 OMMT掺量对SBS改性沥青低温性能的影响

3．8 本章小结

第4章 OMMT／SBS改性沥青老化流变性能

4．1 老化性能评价指标

4．2 SBS改性沥青老化性能

4．3 OMMT／SBS改性沥青老化性能

4．4 OMMT掺量对SBS改性沥青老化后流变参数的影响

4．5 OMMT／SBS改性沥青老化后低温性能

4．6 OMMT掺量对SBS改性沥青老化后低温性能的影响

4．7 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 进一步研究展望

参考文献

致谢

研究生履历