桐油和废食用油再生沥青及其混合料性能对比研究

摘要

沥青路面在进行养护和改建时会产生大量废旧沥青混合料(RAP)，使用再生剂是使其性能得以恢复的有效方法。近年来绿色环保意识的增强使人们开展了对植物油类再生剂的探索，不同植物油的性能各异，需要分别进行研究。因桐油原产于中国，其出油率高、绿色环保、可再生、与沥青的相容性好，因此本文选用桐油(T)作再生剂，对老化后的70号基质沥青(70a)和SBS改性沥青(SBSa)进行再生，重点研究了桐油再生沥青及其混合料的使用性能，并与废食用油(W)的再生效果进行对比。本文主要内容如下：　　首先，对添加不同掺量的T和W的70a和SBSa进行常规性能及流变性能试验。结果表明，老化沥青中添加T和W后，针入度和延度上升，软化点和黏度下降，且随掺量的增多前述变化越显著，70a+6T(W)和SBSa+4T(W)的各指标基本恢复；T和W的添加显著改善了老化沥青的低温性能及PG(Performance Grading)分级的温度范围，但会削弱沥青的高温稳定性，然而零剪切黏度拟合值等表明控制T和W掺量可保障其高温性能与原样沥青水平相当。综合考虑T和W的再生效果，推荐T和W对于70a的最佳掺量为6%，对SBSa的最佳掺量为4%。　　随后，利用傅里叶红外光谱仪对比分析原样、老化、再生沥青及T和W的官能团组成及微观结构，探究T和W与沥青的再生机理。结果表明，沥青发生老化后IC=O和IS=O强度指数增大，T和W可稀释70a中二者的含量，但并未对SBSa有同样影响；再生沥青在1745cm-1处产生了新峰，是由于T和W中含大量羧酸。同时发现T比W中具备更多的芳香族化合物和塑性物质，T与沥青的相容性更好，改善沥青韧性和塑性变形的能力更强。　　最后，以最佳掺量的再生沥青：70a+6T(W)和SBSa+4T(W)制备混合料为试验组，以70号沥青及SBS改性沥青混合料为对照组，对比分析其各项性能。结果表明，试验组的性能与对照组相比无明显差异，且前者大部分性能更优，此外，发现同掺量下，桐油再生沥青混合料的高、低温性能、水稳定性及抗老化性能都优于废食用油再生沥青混合料，不过疲劳性能还需要进一步改善。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 沥青再生剂的研究现状

1.2.2 再生沥青及其混合料研究现状

1.3主要研究的内容与技术路线

1.3.1主要研究的内容

1.3.2技术路线

第2章 再生沥青制备及性能试验

2.1试验原材料

2.1.1沥青

2.1.2桐油

2.1.3废食用油

2.1.4集料和填料

2.2再生沥青的试验加工工艺

2.2.1老化沥青的制备

2.2.2再生沥青的制备

2.3试验方法

2.3.1沥青加速老化试验

2.3.2沥青常规性能试验

2.3.3沥青流变性能试验

2.3.4沥青傅里叶红外光谱试验

2.3.5沥青混合料高温性能试验

2.3.6沥青混合料低温性能试验

2.3.7沥青混合料水稳定性能试验

2.3.8沥青混合料动态间接拉伸劲度模量试验

2.3.9沥青混合料疲劳性能试验

2.3.10沥青混合料加速老化

第3章 桐油再生沥青性能研究

3.1 桐油再生沥青常规性能分析

3.1.1针入度和当量脆点

3.1.2软化点

3.1.3延度及测力延度

3.1.4旋转黏度

3.2 中高温流变性能分析

3.2.1温度扫描试验

3.2.2频率扫描试验

3.2.3多应力蠕变恢复试验

3.2.4沥青PG高温分级

3.3低温流变性能分析

3.3.1 BBR试验结果与分析

3.3.2沥青低温PG分级

3.4傅里叶红外光谱试验

3.5本章小结

第4章 再生沥青混合料性能研究

4.1混合料配合比设计

4.1.1混合料拌和/压实温度

4.1.2混合料级配及最佳沥青用量

4.2沥青混合料高温性能分析

4.2.1马歇尔稳定度

4.2.1动稳定度

4.3沥青混合料低温性能分析

4.4沥青混合料水稳性能分析

4.4.1浸水马歇尔试验

4.4.2冻融劈裂试验

4.5混合料间接拉伸模量

4.6沥青混合料间接拉伸疲劳性能

4.7沥青混合料抗老化性能

4.8本章小结

总结与展望

1. 总结

2. 不足之处与展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文

致谢