【博士】高性能改性沥青及其混合料的试验研究【2004】

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内容简介

　　学科专业：材料学　　授予学位：博士　　学位授予单位：东南大学　　学位年度： 2004年　　针对改性沥青及其混合料目前存在的主要问题，研究了新型氢化聚苯乙烯-丁二烯-乙烯-苯乙烯(SEBS)物理改性剂、马来酸酐接枝聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS-g-MAH)和马　　来酸酐接枝氢化聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS-g-MAH)化学改性剂，并在此基础上研制了高性能的改性沥青混台料。SEBS、SBS-g-MAH和SEBS-g-MAH改性沥青与目前采用的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性沥青相比，基本性能指标和热储存稳定、老化性能均有显著改善。　　相客性试验和荧光显微、SEM、DSC分析表明，SEBS提高沥青性能的机理是由于其具有更宽的溶解度参数范围，可吸收沥青中小分子溶胀，在沥青中形成弹性网络，从而提高改性沥青的高低温性能。SEBS还可以吸收沥青中的蜡分，更有效地提高蜡晶体在沥青中的分散度，提高了沥青受热过程中的稳定性。　　试验研制了三种高性能改性沥青混合料：　　(1)SEBS改性沥青+花岗岩粗集料+碱渣填料　　(2)SBS-g-MAH改性沥青+花岗岩租集料+碱渣填科　　(3)SEBS-G-MAH改性沥青+花岗岩粗集料+碱渣填料与SBS改性沥青混合料相比，它们的高温性能、水稳定性能、抗老化性能均有明显提高，适用于各种不同的场合。　　碱渣在这三种高性能沥青混合料中，由于其比表面积大，并且可与沥青质和酸性集料反应，形成良好的牯接界面，从而起到了提高混合料水稳定性的作用，理论分析表明，沥青从集料上剥离时间的长短主要由初始裂纹ao和沥青材料系数n两个因素决定，a0和n越小，沥青混合料疲劳寿命越长。　　FTIR分析表明，改性沥青混合科长期性能的下降主要是因为改性剂在紫外光下发生c=c双键断裂引起的。SBS由于主链上的聚丁二烯链段很容易在紫外线辐射下发生断裂，　　降低主链上的不饱和度，所以抗老化性能较差。SEBS由于主链上不饱和链段含量少，并且聚丁二烯嵌段加氢后链段高度缠结，单位体积内的交联效应较大，抗紫外线能力大为增强。　　试验室制得的SEBS改性沥青抗光氧老化性能远高于SBS改性沥青。　　探讨了应用星点设计．效应面法进行改性沥青工艺参数的实验设计，与正交设计法等传统的实验设计方法相比，可以在较少的试验次数条件下获得更高的精确度，提高实验优化设计的效率。对于改性沥青这一多指标体系，提出应用总评归一值综台评价，克服了各指标单独评价时产生的矛盾。　　

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