老化SBS改性沥青的性能研究

 2021-12-11 07:12

论文总字数:22601字

摘 要

本科生签名: 导师签名: 日期:

摘要

随着我国高速公路沥青路面相继进入养护维修阶段,路面每年的翻修铣刨过程会产生大量的沥青路面材料,具有较大的社会经济价值,从资源节约和环境保护出发,实现高速公路路面旧料的高掺量、大比例回收利用是路面养护发展的必然趋势。但目前国内外厂拌热再生混合料RAP的掺配比例普遍较低。

通过分析SBS老化沥青回收过程中的影响因素,对实验过程进行了改进,对检测数据进行了修正;本文总结了目前老化SBS改性沥青的性能衰减规律,包括四组分分析、官能团变化、相容性理论,利用粘度指标定量地分析了老化规律,对老化SBS改性沥青提出了通过化学方法减少羰基和亚砜基提高其有效回收比的可能性。

关键词: 实验改进 性能衰减规律 再生可能性

ABSTRACT

With the highway asphalt pavement in our country stepping into the stage of maintenance, the annual milling process will produce a lot of asphalt pavement materials, which has positive effect on society and economy. From the point of conservation and environmental protection, the high content, large proportion of the old material recycling is the inevitable developing trend of pavement maintenance. But at present the percentage of RAP in hot mix recycling at home and abroad is generally low.

By analyzing aging factors of SBS modified asphalt during recycling process, the experimental process was improved and the detecting data is modified. This paper summarizes the current aging laws of performance decay of SBS modified asphalt, including four group analysis, functional group and the compatibility theory. And viscosity index is used to quantitatively analyzed aging rule of aging SBS modified asphalt. The possibility is proposed that by chemical methods we can reduce carbonyl and sulfoxide group to improve the effective recycling ratio.

Key words: experiment improvement ; law of performance decay regenerative possibility

目录

摘要 5

ABSTRACT 5

第一章绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1沥青路面热再生应用现状 2

1.2.2沥青老化与再生研究现状 3

1.3 研究的主要内容与再生研究现状 5

1.3.1 主要研究内容 5

1.3.2技术路线 5

第二章 SBS改性沥青的回收 6

2.1道路基本信息 6

2.2 老化沥青回收方法 6

2.3 回收影响与改进措施 7

2.3.1残留物的影响 7

2.3.2抽提蒸发过程老化影响 8

2.3.3 矿粉作用 9

2.3.4 整个回收过程影响 10

2.4 改进措施 10

2.5本章总结 12

第三章 SBS改性沥青的老化性能研究 13

3.1 SBS改性沥青的微观结构与宏观性能的联系 13

3.1.1 SBS改性沥青的微观结构 13

3.1.2 SBS改性沥青的老化机理 13

3.1.3 建立微观结构与宏观结构之间联系 14

3.2 材料制备 15

3.3 常规和SHRP性能指标测试 17

3.4 常规和SHRP分析结果 19

第四章 老化SBS改性沥青的再生研究 21

第五章 结论与展望 22

5.1 主要研究结论 22

5.2 需要进一步研究的问题 22

参考文献 23

致谢 25

第一章绪论

1.1研究背景及意义

从80年代末、90年代初,我国开始在全国范围内规划高速公路网络,目前在建的高速公路路面绝大多数使用的是沥青路面。设计沥青路面时,使用年限一般规定为15年,但是在路面这十五年的使用过程中,不可避免的会由于不断增长的交通荷载和自然环境(如温度、复杂天气、暴晒)的作用而使沥青路面出现了各种早期病害(如车辙、裂缝等),因此,在设计年限内的病害要进行修复养护,维持其路用性能。

从1988年建成第一条高速公路开始的十七年间,高速公路网基本建成,同时也意味着养护工作的开始。据估计,目前我国有六分之一左右的沥青路面需要翻修,翻修的主要方式是铣刨重铺,据测算,这样会产生1.6亿吨(仅干线大中修工程)的废旧沥青混合料。这些废料若不合理处置,不仅造成浪费了沥青、砂石等不可再生资源,占用土地,还会对环境、空气造成污染;若有效利用,可以降低工程造价,很好的解决公路建设资金不足的问题,促进交通建设行业的可持续发展,但是现在,我国路面沥青旧料再生率不到30%,远远低于十二五末提出的要求。交通运输部文件《关于加快推进公路路面材料循环利用工作的指导意见》中,对高速公路路面旧料的回收利用提出了如下的要求:到2015年,沥青路面旧料回收率达到100%,循环利用率在90%以上,其中东、中、西部分别达到95%以上、90%以上、85%以上,到2020年,路面旧料循环利用率要达到95%以上[1]。由此可见,实现高速公路路面旧料的大比例回收利用是路面养护发展的必然趋势,也迫在眉睫。

我国许多应用沥青路面再生技术的养护工程的效果并不很理想,究其原因,一方面是缺乏系统评价体系和成熟的施工工艺,另一方面则是对热再生混合料进行设计时,缺乏对其组成材料充分深入的认识。一般设计再生混合料时,往往先检测从路上取的沥青混合料中回收的老化沥青的性能,从而评估沥青混合料性能。但从沥青混合料中回收老化沥青比较费时,效率较低,而且回收的沥青中一般都残留了矿粉和三氯乙烯等溶液,这就必然会影响回收沥青的检测结果。

因此,通过回收的沥青旧料,在检测该旧料的性能之前,改进实验方法,使老化沥青的检测结果更加贴近真实。同时为对的组成成分进行更加透彻的了解,本文结合四组分分析、官能团分析等判断SBS改性沥青的老化规律,判断老化沥青的再生可能性,是沥青再生技术必不可少的环节。

1.2国内外研究现状

1.2.1沥青路面热再生应用现状

在发达国家,沥青路面再生技术的应用是比较成熟和普及的。

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