公路与水路运输论文_蓖麻油基生物沥青/TL-石油沥青

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公路与水路运输论文_蓖麻油基生物沥青/TL

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文章目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 TLA改性沥青研究现状及分析

1.2.2 生物沥青研究现状及分析

1.3 主要研究内容和技术路线

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 技术路线

第二章蓖麻油基生物沥青/TLA复合改性沥青性能和微观机理

2.1 原材料及其技术指标

2.1.1 基质沥青

2.1.2 TLA

2.1.3 生物沥青

2.1.4 原材料组分分析

2.2 改性沥青的制备方法

2.3 基本性能研究

2.3.1 针入度试验分析

2.3.2 软化点分析

2.3.3 延度分析

2.3.4 储存稳定性分析

2.4 微观机理研究

2.4.1 热重分析

2.4.2 傅里叶红外光谱

2.4.3 凝胶渗透色谱

2.5 本章小结

第三章蓖麻油基生物沥青/TLA复合改性沥青流变性能

3.1 试验原理及方法

3.1.1 试验原理

3.1.2 试验方法

3.2 高温黏弹参数指标

3.2.1 复数模量

3.2.2 相位角

3.2.3 车辙因子

3.3 高温动态模量主曲线分析

3.3.1 时温等效原理

3.3.2 移动因子

3.3.3 Sigmoidal模型拟合

3.3.4 模量主曲线分析

3.4 多重应力蠕变恢复分析

3.4.1 MSCR评价指标

3.4.2 R和Jnr分析

3.4.3 应力敏感性分析

3.5 布氏旋转黏度

3.5.1 高温黏性

3.5.2 黏温指数VTS

3.6 弯曲梁流变分析

3.7 本章小结

第四章蓖麻油基生物沥青/TLA复合改性沥青抗老化性能

4.1 室内模拟老化方法

4.2 物理性能变化

4.2.1 残留针入度

4.2.2 软化点增量

4.2.3 黏度老化指数

4.2.4 复数模量老化指数

4.3 化学组成变化

4.4 微观形貌变化

4.4.1 扫描电镜分析

4.4.2 原子力显微镜分析

4.5 本章小结

第五章蓖麻油基生物沥青/TLA复合改性沥青混合料路用性能

5.1 原材料性质

5.1.1 沥青

5.1.2 集料与填料

5.2 沥青混合料组成设计

5.2.1 配合比设计

5.2.2 最佳油石比

5.3 水稳定性分析

5.3.1 浸水马歇尔试验

5.3.2 冻融劈裂试验

5.4 高温稳定性分析

5.4.1 车辙试验分析

5.4.2 沥青与沥青混合料高温指标灰色关联分析

5.5 低温抗裂性研究

5.5.1 低温弯曲试验

5.5.2 沥青与沥青混合料低温性能灰色关联分析

5.6 本章小结

第六章结论与展望

6.1 主要结论

6.2 进一步研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的研究成果

文章摘要:TLA改性沥青及其沥青混合料具有优异的高温抗变形、抗老化和抗水损害性能,但低温性能不足限制了其工程应用及推广。本文尝试用从农副产品中提炼的生物沥青来弥补TLA改性沥青低温性能的不足,并且系统地研究了生物沥青/TLA复合改性沥青的常规性能、微观机理、流变性能、抗老化性能及其混合料的路用性能。主要得到以下结论:基本性能试验表明,生物沥青、石油沥青、TLA之间具有良好的相容性。TLA改性沥青具有更高的稠度和高温稳定性,但低温延展性较差,当量脆点更低。生物沥青会显著提高TLA改性沥青的低温性能,但对其高温稳定性会有轻微不利影响。当生物沥青掺量达到9%～12%时,生物沥青/TLA复合改性沥青的高低温性能指标均高于基质石油沥青。微观试验表明,TLA微观表面粗糙不平,具有很多粒度小、比表面积大且粗糙的灰分。生物沥青、石油沥青、TLA的四组分比例差异较大,TLA含有大量重质组分,而蓖麻油生物沥青具有大量轻质组分。TLA、生物沥青与石油沥青未发生化学反应,改性方式为物理改性。生物沥青/TLA复合改性沥青的热稳定性、芳环指数和重均分子量比石油沥青更高。流变试验表明,与石油沥青相比,生物沥青/TLA改性具有更高的抗变形能力、高温性能、感温性能和更低应力敏感性。TLA改性沥青更难通过应力松弛释放温缩引起的应力,容易产生裂纹,低温性能降低,但在生物沥青复合掺入后得到明显改善。当生物沥青掺量为9%～12%,复合改性沥青的高、低温流变性能均优于基质沥青。生物沥青/TLA改性沥青具有更高的残留针入度,更低的软化点增量、黏度老化指数和复数模量老化指数,说明其抗老化性能优越。其抗老化机理为在生物沥青、TLA共同作用下,沥青质更好地溶入连续相,形成更稳定的体系,减少了沥青质与氧气的接触面积。并且沥青表面附近的灰分在老化作用下逐渐显现,阻隔氧气对内部沥青分子的进一步氧化,从而降低沥青分子生成亚砜基、羰基等极性官能团的速率,提高了抗老化性能。当生物沥青掺量达到9%～12%时,生物沥青/TLA复合改性沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性均优于基质沥青混合料。通过灰色关联分析可以得到,沥青胶结料高温指标与沥青混合料动稳定度相关性从大到小为:车辙因子＞旋转黏度＞芳环指数＞重均分子量＞T

文章来源：《石油沥青》网址: http://www.shiyouliqing.cn/qikandaodu/2022/1015/415.html