无机纳米粒子改性沥青的抗老化性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

当今社会,高速公路已经成为人们旅游、通勤、工作的必需,而其中沥青作为一种路面材料受到了广泛的利用,其具有的耐老化性、耐磨性、温度稳定性及行车舒适性一直为人称道。然而,长时间的日照造成的紫外线辐射对于沥青这种高分子材料必然会造成一定影响。虽然有文献指出紫外线辐射对沥青老化过程的影响可以忽略,因为老化只发生在路面结构的表面很薄的层次[1],可是联系实际则发现不然:我国大部分地区尤其是西部地区日照时间长,同时太阳光谱中紫外线的比例十分高,加之气候条件恶劣,使得沥青路面寿命严重下降[2,3]。

在沥青路面老化后,沥青表面会产生裂纹,接着由于车辆特别是大型货车的通过,对裂纹产生振动与冲击使得裂纹不断增大,甚至产生路面镂空造成巨大的安全隐患。[4]虽然修复方便但是对于人们的出行会造成很大的不便。因此研究出能够抵抗紫外老化的沥青路面是当前十分重要的研究课题。

紫外光作用导致沥青发生老化是影响沥青路面长期服役寿命的重要因素,研制出抗紫外老化沥青能够大大降低路面修复成本及修复率,进而提升了道路的安全性与舒适性[5]。在沥青的使用过程中,沥青中一些成分(多环芳烃、酚类化合物和一些重金属)会浸出,引起环境污染[6],降低废弃沥青的量也就降低了对环境的危害。完成抗紫外老化沥青对方便人们日常出行,提高道路安全性,促进社会稳定起着至关重要的作用。

沥青在紫外线下的老化机理是阳光中紫外线光能量大于沥青中的C-H、C-C和C=C等键断裂所需的能量,从而使得沥青在阳光照射下发生链断裂,发生化学结构和成分的改变[7],这些改变很有可能造成沥青的开裂,并在长期积累下形成严重的安全隐患。

目前,国内外许多研究者证实了SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青相比于普通沥青具有更高的高温抗车辙性能,低温抗开裂性能,而尤为重要的是其较高的抗疲劳开裂性能,在当前已经获得广泛的应用[8]。

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