再生剂在老化沥青中的迁移特性及其对性能的影响开题报告

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

公路的建设对于促进国民经济的发展起着重要作用,是国家经济发展水平的标志之一,而沥青路面凭借其良好的路用性能已经成为各种公路的主要路面结构。然而,沥青路面在服役过程中,由于光、热、氧等环境因素的作用,沥青会发生老化,使沥青路面的使用寿命大大缩短,往往达不到设计寿命就出现严重病害,需要进行大修或重建,从而会产生大量废旧沥青混凝土(RAP),造成占用大量土地、污染环境及浪费资源等问题。

在已经老化的沥青中加入低粘度油料(再生剂)或适当粘度的沥青材料,进行调配,使调配后的再生沥青具有适合的粘度和所需的使用性质。通过再生技术可使废旧沥青混凝土重新用于路面铺筑,在再生时,再生剂向老化沥青的扩散对沥青的再生效果起到至关重要的影响,良好的扩散不仅有利于施工拌和,有效改善老化沥青的性能,同时也可以促进新旧沥青的混溶,得到性能均匀且在再生混合料中均匀分布的再生沥青。如果掺加的再生剂未能在一定时间内扩散进入旧的胶结料中,不仅无法改善沥青性能,更会一直在再生路面中起到润滑剂的作用,造成再生沥青混合料路用性能低下,因此再生剂在老化沥青中的扩散直接影响着再生效率以及再生沥青混凝土的后期服役性能。

再生剂在沥青中的扩散是一个两者相互混溶的过程,直接观察再生剂扩散进入沥青的过程比较困难,通常建立模型或模拟实验来间接分析。沈凡、赵明宇等人采用模拟扩散试验,对比了多种不同组成的再生剂在老化沥青中的扩散规律,通过原子力显微镜、凝胶渗透色谱对不同扩散位置的沥青微观结构及分子量分布进行测定,分析了不同种类再生剂的扩散机理。结果表明油溶性的分散组分可通过分散沥青质并降低沥青质胶核尺寸,提升改性再生剂的扩散效果,使改性再生剂与目前常用的再生剂的扩散能力接近。俞方英、郑南翔等结合影响再生剂扩散的因素,根据Crack扩散模型提出相应的试验方法,分析扩散温度、沥青与再生剂的种类对扩散的影响。通过对试验结果的有交互作用的正交分析得出结论:提高扩散温度、降低再生剂的粘度能显著提高再生剂的扩散系数和扩散量。Robert Karlsson、Ulf Isacsson将FTIR-ATR运用于在沥青再生剂的扩散研究,研究了温度、沥青种类、再生剂化学性质对再生剂扩散的影响,结果表明,温度对扩散速率有重要影响,扩散过程可以用Fick定律来描述。

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