废橡胶再利用的沥青混合料再生剂的开发及应用研究

摘要

本文分析了废旧沥青混合料和废橡胶对环境和生态的不利影响及沥青的老化和再生机理，同时在微波对橡胶的作用机理的基础上从废物综合利用的角度出发，进行了废旧沥青再生剂的开发和应用研究。 沥青路面服务功能的下降以及病害的出现很大程度上是由于沥青老化引起的。随着服务年限的延长，老化越来越严重，其中变化幅度最大的是延度，而且在路面服务期的前几年衰减速度较快，以后趋于缓慢。沥青老化主要是由于热能使分子中的化学键断裂，活泼碳原子在氧的攻击下反应生成醛、酮或酸；硫键断裂加氧生成亚砜，导致沥青分子极性增强，沥青粘度和劲度增大。沥青的再生以兼容性理论和橡胶理论作为理论依据，以组分调和作为手段，进行再生剂的开发。试验表明，微波处理可以有效地增加废橡胶分子链的柔韧性，并大大提高与老化沥青的相容性。采用正交试验设计，确定原材料的合理配比及工艺条件，开发了废旧沥青混合料再生剂。该再生剂可以有效恢复老化沥青的宏观性能指标和微观结构，满足再生沥青混合料路用性能的需要。此外，由于采用价格低廉的废橡胶为主要原料，因此具有很好的价格优势。

目录

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第一章 绪论

1.1我国废旧沥青混合料再生利用面临的问题

1.2沥青路面再生剂的研究应用现状

1.3利用废橡胶开发再生剂可行性及思路

1.4本课题的研究意义及研究内容

1.4.1研究意义

1.4.2主要研究内容

第二章 两种废弃物的环境及生态影响分析

2.1废弃沥青混合料的环境及生态影响分析

2.1.1废旧沥青混合料的环境危害

2.1.2废弃废旧混合料造成的间接生态破坏

2.1.3材料运输过程中燃油废气污染分析

2.2废橡胶的环境影响分析

第三章沥青老化及再生机理研究

3.1沥青路面老化行为及老化模拟试验

3.1.1沥青路面自然老化特征

3.1.2沥青老化模拟试验

3.2沥青老化的微观变化及机理分析

3.2.1与老化有关的沥青化学组成及胶体结构特征

3.2.2老化沥青组分分析

3.2.3老化沥青的胶体结构变化

3.2.4老化沥青红外光谱分析

3.3沥青老化机理分析

3.4沥青再生机理

3.4.1沥青再生的组分调节理论

3.4.2沥青再生的相容性理论

3.4.3沥青再生的橡胶增塑理论

第四章基于废橡胶微波处理的沥青再生剂研制

4.1再生剂原材料的选择

4.1.1再生剂原材料选择的要求

4.1.2原材料选择

4.2橡胶粉的微波处理

4.2.1橡胶的硫化与脱硫反应

4.2.2微波作用原理

4.2.3废橡胶微波处理机理

4.3再生剂的合成工艺及条件选择

4.3.1胶粉溶胀

4.3.2再生剂各组分配比及处理条件的确定

4.3.3再生剂的合成工艺

4.4再生剂的技术性质

第五章再生沥青效果试验研究

5.1再生剂对老化沥青的物理性能恢复

5.1.1再生剂添加量对沥青性能的影响

5.1.2与其他再生剂的再生效果比较

5.2再生沥青性能的微观状态分析

5.2.1再生剂在再生沥青中的分散状态

5.2.2再生沥青组分及胶体结构分析

5.3再生沥青的抗老化性能

第六章再生沥青混合料的路用性能

6.1再生沥青混合料设计

6.2再生沥青混合料路用性能

6.2.1再生沥青混合料的高温稳定性

6.2.1再生沥青混合料的低温抗裂性

6.2.3再生沥青混合料的水稳性

6.2.4再生沥青混合料的抗老化性能

结论

1主要研究结论

2进一步研究的建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢