温拌橡塑复合改性沥青性能及应用研究

作     者：宋泽松 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：叶巧玲;周刚

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：温拌橡塑复合改性沥青 储存稳定性 拌和压实温度 降温效果 路用性能 

摘      要：橡塑类改性沥青具有良好的弹性恢复、抗疲劳性能及降噪等优点,但同时橡塑沥青的缺陷限制了其应用推广,一方面橡塑沥青储存稳定性差,不利于橡塑性沥青高温储存和长距离运输,限制了橡塑沥青大量生产;另一方面橡塑改性沥青混合料由于沥青粘度大导致拌合温度高,在施工过程中产生大量烟雾对环境造成污染,影响施工质量。因此,实体工程对橡塑沥青储存稳定性及其沥青混合料施工和易性提出更高要求。本文从改善橡塑沥青储存稳定性和其混合料施工和易性角度出发,制备一种储存稳定性良好,拌合压实温度明显降低的温拌橡塑沥青,为温拌橡塑复合改性沥青应用提供参考。主要研究内容和结论如下:（1）单因素研究三种改性沥青储存稳定性及高低温性能,选择各改性剂正交试验因素水平,通过设计正交试验确定的基本配方为:脱硫橡胶粉掺量为16%、PE掺量为2%、线性SBSY792掺量为3%。并对基础配方进一步研究增溶剂和稳定剂对其性能改善作用,结果表明:糠醛抽出油对橡塑复合改性沥青储存稳定性和低温性能明显提升;硫磺对橡塑沥青储存稳定性有所改善,最终确定糠醛抽出油和硫化物掺量分别为4%和0.3%。（2）选择了两种降粘型温拌剂（简称FTA和FTB）和一种表面活性型温拌剂（简称C）对橡塑沥青进行温拌橡塑改性沥青的制备,分析不同温拌剂对橡塑沥青性能的影响。通过拟合的粘温曲线公式计算不同温拌橡塑沥青的拌合温度和压实温度,并评价了温拌橡塑沥青的温度敏感性;常规试验表明FTA和FTB使橡塑沥青的软化点增大、针入度、延度及弹性恢复减小,而C对其影响无明显变化;抗老化试验说明三种温拌剂对橡塑沥青抗老化性均有一定程度提高;温度扫描试验表明,FTA和FTB橡塑沥青相位角均随温拌剂掺量增加而增加,C橡塑沥青在0.5%时最大;车辙因子和复数剪切模量随FTA和FTB掺量变化在3%时最大,而C对其影响略微增大,最终FTA和FTB掺量选择3%,C掺量选择0.5%。（3）通过荧光显微和红外光谱分析离析试样上下段,结果表明,试样上下段橡胶粉颗粒分布均匀,颗粒占比相差较小,上下段红外光谱图中吸收峰没有出现位置偏移和峰值面积大幅度改变,表明温拌剂对橡塑复合改性沥青储存稳定性无不利影响;同时由红外光谱图分析可知,橡塑复合改性沥青改性效果主要存在物理改性,无明显化学改性,温拌剂对橡塑沥青主要表现为物理改性。（4）通过在不同温度下成型马歇尔试件和SGC试件,研究三种温拌橡塑复合改性沥青混合料降温效果,试验结果表明:FTA降低压实温度23℃左右,FTB降低压实温度18℃左右,C降低压实温度28℃左右;不同压实方式对温拌橡塑沥青混合料的压实性能存在差异,SGC试验条件下温拌橡塑沥青混合料降温效果更加明显。（5）在温拌条件下研究三种温拌橡塑复合改性沥青混合料路用性能,并与热拌橡塑沥青混合料对比分析,结果表明温拌橡塑沥青混合料高温性能有所提高,三种温拌橡塑沥青混合料动稳定度增幅程度为FTBCFTA;温拌橡塑沥青混合料低温抗裂性能下降,降幅程度为FTBFTAC;温拌橡塑沥青混合料水稳定性能有所提高,增幅程度为FTACFTB,最终实体工程中推荐采用温拌剂C。