高寒高海拔地区SBS/SBR复合改性沥青制备及性能评价研究

摘要

沥青作为胶结材料，其性能在很大程度上将影响沥青混合料性能，通过在沥青中掺加改性剂可提高沥青及沥青混合料高低温、抗老化性能。高寒高海拔地区气温低、紫外线辐射严重，沥青及沥青混合料容易发生老化，路面极易出现低温开裂等病害，特殊的气候环境对沥青及沥青混合料提出了更高的性能要求。因此，本文将制备一种适合高寒高海拔地区使用的复合改性沥青，延长沥青路面使用寿命。
　　本文首先根据改性沥青配伍性原理、相容性原理，通过三大指标、粘度、离析试验分析了原材料类型、改性剂添加顺序与掺量对改性沥青性能影响，以正交设计试验方法确定了最佳改性工艺，制备了一种 SBS/SBR复合改性沥青；采用高寒高海拔地区常用的基质沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青及制备的复合改性沥青，通过薄膜烘箱加热老化、压力老化、紫外光老化试验，以软化点差和5℃延度保留率为评价指标，并比较老化后改性沥青高低温性能的差异；通过动态剪切流变试验及低温弯曲流变试验，以抗车辙因子 G*/sinδ、弯曲蠕变劲度模量 S、蠕变速率 m为评价指标，对比研究了改性沥青的流变性能；通过粘韧性试验，以拉伸柔量 f、粘韧性、韧性、韧性比 R为评价指标，对比研究了改性沥青的拉伸韧性和抗形变性能；分别采用上述四种沥青制备沥青混合料并进行长期热老化、长期紫外老化试验，通过浸水马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验及冻融劈裂试验，以动稳定度、浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比、弯拉破坏强度、破坏弯拉应变为评价指标，对比研究了老化前后改性沥青混合料高温、低温及水稳定性能变化；最后通过调查青海省气候特征对其沥青路面进行了气候分区，分析了沥青在各气候分区的适应性，推荐了各分区适宜的改性沥青。
　　研究结果表明，在最佳制备工艺及改性剂、添加剂最佳掺量下制备的 SBS/SBR复合改性沥青综合性能优越，软化点可达74℃，5℃延度达55cm；相比 SBS改性沥青及SBR改性沥青，复合改性沥青在紫外光老化后低温劲度模量最小、蠕变速率 m最大、粘韧性损失最小，老化后低温性能最佳；SBS改性沥青混合料及复合改性沥青混合料老化后具有优良的高温抗车辙及水稳定性能，且复合改性沥青混合料老化后低温抗裂性能最佳。青海省沥青路面气候分区应将紫外光强度考虑在内，在分区的基础上推荐了不同分区适宜的沥青种类。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容及技术路线

第二章 复合改性沥青制备

2.1原材料

2.2制备工艺

2.3改性剂最佳掺量

2.4本章小结

第三章 复合改性沥青性能评价

3.1常规性能

3.2流变性能

3.3粘韧性

3.4本章小结

第四章复合改性沥青混合料路用性能研究

4.1原材料与试验方法

4.2 AC-13混合料组成设计

4.3不同沥青混合料性能研究

4.4本章小结

第五章青海省沥青路面气候分区制定及改性沥青选用

5.1青海省沥青路面气候分区

5.2青海省各分区沥青适应性

5.3本章小结

结论与建议

主要结论

研究展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢