稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青性能预估模型研究

摘要

近年来随着我国道路交通事业蓬勃发展以及汽车保有量的与日俱增，交通量日益增大，这导致相当一部分沥青路面在使用前期就出现了不同程度的病害，不仅给行车安全和舒适性带来了较大的隐患，还造成了巨大的经济损失。同时目前国内社会正面临着废旧轮胎和废旧塑料所带来的环境污染问题。本课题组借助特定的手段和方法熔融共混制备宏观均匀的稳定型废旧橡塑高分子合金改性剂，则可以制备出具有良好储藏稳定性的废旧橡塑高分子合金改性沥青，不仅提高了沥青的路用性能，还可以有效地解决废旧轮胎和废旧塑料所带来的“黑色污染”和“白色污染”问题。
　　目前暂时缺乏对稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青性能系统的研究，本文通过室内试验方法建立基于改性剂掺量的稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青路用性能预估模型，来弥补这一方面的空白。
　　首先，以橡塑改性沥青70℃粘度预估公式作为参考提出了描述稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青路用性能与改性剂掺量之间的关系式，用以建立高温、低温、疲劳及老化性能预估模型。
　　其次，采用室内试验方法，基于针入度分级体系和Superpave沥青胶结料PG分级体系，分析了稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青路用性能，并计算了路用性能与改性剂掺量之间的线性关系。同时为了性能预估模型系数确定的需要，本文对稳定型橡胶改性沥青及某国产70＃基质沥青相应的路用性能进行了分析。
　　最后根据室内试验数据建立了稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青路用性能与改性剂掺量之间的关系模型，并对性能预估模型进行了验证。建立性能预估模型时采用的指标包括了针入度、软化点、60℃动力粘度、原样沥青车辙因子G*/sinδ、TFOT后沥青车辙因子G*/sinδ；10℃延度、蠕变劲度模量S值、斜率m值；疲劳因子G*sinδ；TFOT后针入度、软化点、60℃动力粘度、10℃延度；PAV后针入度、软化点。
　　本文研究表明：稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青和稳定型橡胶改性沥青随着改性剂掺量的增加，高温、低温及疲劳性能均得到了改善；除10℃延度外，其余高温、低温及疲劳性能指标与改性剂掺量之间具有较好的线性关系，线性相关系数|R|介于0.9~1之间；表征稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青和稳定型橡胶改性沥青老化程度的指标（如针入度比）与改性剂掺量之间的线性关系较差，而短期老化和长期老化后残留沥青性能指标与改性剂掺量之间有较好的线性关系，除稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青10℃延度外，其他老化性能指标与改性剂掺量之间的线性相关系数|R|介于0.9~1之间；建立的稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青性能模型预估值和实测值相关性强，具有较好的可靠性和准确性。
　　本文研究的目的是进一步推进稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青技术的发展和完善，建立的预估模型提供了一种进行稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青性能评价的定量方法，具有创新性和现实意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及技术路线

第2章 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青性能预估模型提出

第3章 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青性能研究

3.1试验原料和试验方法

3.2 沥青结合料高温性能研究

3.3沥青结合料低温性能研究

3.4沥青结合料疲劳性能研究

3.5沥青结合料短期老化性能研究

3.6 沥青结合料长期老化性能研究

3.7本章小结

第4章 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青高温性能预估模型研究

4.1针入度预估模型

4.2软化点预估模型

4.3 60℃动力粘度预估模型

4.4 70℃原样沥青车辙因子预估模型

4.5 70℃TFOT后沥青车辙因子预估模型

4.6 76℃原样沥青车辙因子预估模型

4.7 76℃TFOT后沥青车辙因子预估模型

4.8 82℃原样沥青车辙因子预估模型

4.9 82℃TFOT后沥青车辙因子预估模型

4.10 本章小结

第5章 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青低温性能预估模型研究

5.1 10℃延度预估模型

5.2-22℃蠕变劲度模量S值预估模型

5.3-28℃蠕变劲度模量S值预估模型

5.4-22℃斜率m值预估模型

5.5-28℃斜率m值预估模型

5.6 本章小结

第6章 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青疲劳性能预估模型研究

6.1 16℃疲劳因子预估模型

6.2 19℃疲劳因子预估模型

6.3 22℃疲劳因子预估模型

6.4 本章小结

第7章 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青老化性能预估模型研究

7.1 短期老化后针入度预估模型

7.2 短期老化后软化点预估模型

7.3 短期老化后60℃动力粘度预估模型

7.4 短期老化后10℃延度预估模型

7.5 长期老化后针入度预估模型

7.6 长期老化后软化点预估模型

7.7 本章小结

第8章 结论与展望

8.1 主要结论

8.2 主要创新点

8.3 展望

参考文献

后记

攻读硕士期间论文发表及科研情况