廢橡膠粉改性道路瀝青研究.pdf

1、公路交通是國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和人民生活服務(wù)的公共基礎(chǔ)設(shè)施，是衡量-個國家經(jīng)濟實力和現(xiàn)代化水平的重要標志之一。公路建設(shè)的飛速發(fā)展帶動了瀝青路面材料的發(fā)展，與之伴隨的是瀝青材料數(shù)量的逐步增多，對其質(zhì)量要求也越來越高，尤其對高等級公路建設(shè)所需的重交瀝青性能要求更高。由于石油基質(zhì)瀝青性能的限制，我國必須大力研究開發(fā)能夠滿足高等級公路建設(shè)的改性瀝青材料。 本文使用富含芳香分的催化裂化油漿作為溶脹劑，采用傳統(tǒng)濕法工藝制備廢橡膠粉改性道路瀝青

2、，通過改性瀝青常規(guī)性能分析，其改性效果并不好，使用微波輻射將膠粉活化后再摻入基質(zhì)瀝青中制備改性道路瀝青效果也不佳。通過探索，本文提出-種制備膠粉改性瀝青的新工藝——基質(zhì)瀝青預(yù)混工藝，即使用基質(zhì)瀝青替代傳統(tǒng)的油漿作為預(yù)混溶脹劑對膠粉進行預(yù)溶脹處理。這種新工藝不但簡化了改性瀝青制備配方，而且顯著提高了膠粉和基質(zhì)瀝青間的混合效率，改善了分散效果，并對各影響因素作了系統(tǒng)的試驗研究。結(jié)果表明，與基質(zhì)瀝青相比，制備的膠粉改性瀝青的高溫穩(wěn)定性、低溫抗

3、疲勞性能和抗裂性能均獲得明顯改善。由廢膠粉改性道路瀝青作全眭質(zhì)分析可知，使用新工藝制備的膠粉改性瀝青常規(guī)性能和老化性能良好。在新工藝優(yōu)化基礎(chǔ)上添加少量SBS，可大幅度改善瀝青性能，即能發(fā)揮廢膠粉對瀝青的改性效果，又可滿足SBS改性瀝青的標準，降低改性瀝青的成本。在膠粉中添加助劑DEDB，也能進一步改善瀝青性能，與SBS共用時效果更佳。 引入二次回歸正交實驗設(shè)計方法分析各因素對瀝青性能的影響，使用fortran語言程序?qū)υ囼灲Y(jié)果進

4、行統(tǒng)計分析，得到增塑劑的量、膠粉量以及預(yù)混基質(zhì)量三因素對改性瀝青性能指標延度、軟化點、彈性恢復(fù)和離析試驗軟化點溫度差的數(shù)學(xué)模型，通過F值檢驗可知回歸方程是高度顯著的。通過響應(yīng)曲面和等值線圖分析了增塑劑的量和膠粉量對改性瀝青性能指標的交互作用。驗證實驗值與模型計算值，其平均誤差為±2．85％，證明回歸模型是可行的，對改性瀝青的制備具有指導(dǎo)作用。 本文還對廢橡膠粉改性道路瀝青的改性機理進行了研究。研究結(jié)果表明膠粉的性質(zhì)對膠粉改性瀝青

5、性能影響顯著，改性瀝青的性能隨著膠粉灰分的減少和丙酮抽出物的增多而明顯得到改善。采用掃描電子顯微鏡（SEM）考察了預(yù)溶脹前后的膠粉的形態(tài)特征，結(jié)果表明，膠粉經(jīng)過預(yù)溶脹過程后界面模糊，無明顯的空洞，呈現(xiàn)出良好的相容性，說明預(yù)溶脹后膠粉顆粒之間的交聯(lián)作用較好，膠粉彈性體的力學(xué)性能得到了明顯的恢復(fù)和改善。采用熒光顯微鏡考察了不同條件制備的膠粉改性瀝青的形態(tài)特征，結(jié)果表明，與傳統(tǒng)制備工藝相比較，基質(zhì)瀝青預(yù)混新工藝制備的改性瀝青中膠粉和基質(zhì)瀝青分