生物質再生瀝青混合料微觀特性研究.pdf

1、現(xiàn)階段，利用可再生的生物材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)石化產品已日益受到社會和科研機構的重視。瀝青材料作為石油加工產業(yè)的重要產物之一，是鋪筑高等級公路不可或缺的原材料，對其再生利用具有顯著的社會意義和工程價值。目前研究者已對瀝青混合料再生技術進行了大量卓有成效的研究，結果表明，再生劑的使用能夠有效提升廢舊瀝青混合料的再生效率。然而傳統(tǒng)再生劑通常是石化產業(yè)的上游產品，價格高昂，若合理利用生物質材料取代傳統(tǒng)再生劑則有望大幅降低工程成本，實現(xiàn)真正意義上的可持續(xù)

2、發(fā)展?；诖?，本研究對生物再生劑應用于瀝青混合料再生的可行性進行探究，并分析再生混合料的微觀特性及其對路用性能的影響，以期全面了解生物再生技術的應用前景。
　　首先，本文在對比三種代表性生物油源(分別為生物乙醇殘渣類瀝青、生物柴油殘渣類生物油和環(huán)氧植物油基生物油)基本性質的基礎上，篩選出環(huán)氧植物油基生物油作為生物再生劑的基質油料，通過常規(guī)試驗測試其再生性能(與市售再生劑進行對比)，針對再生性能不足的情況復配增塑劑以制備生物再生劑。

3、隨后利用該生物再生劑對不同長期老化瀝青進行再生，采用流變試驗測試再生瀝青的性能，發(fā)現(xiàn)老化瀝青的施工和易性和硬度恢復較好，但抗疲勞性能的恢復有限;低溫試驗表明，這種生物再生瀝青不適用于極端低溫地區(qū)?；瘜W試驗結果表明，生物再生劑主要是通過降低氧化官能團和瀝青質的比例、增加低-中分子量分子的含量來改變老化瀝青的性質。
　　其次，本文基于微觀結構和瀝青組分、性能之間關聯(lián)性的分析結果，構建了基于微觀結構的再生理論，利用這一理論對生物再生機理

4、進行了分析，發(fā)現(xiàn)雖然生物再生劑降低了老化基質瀝青的黏度，但是瀝青樣品內部分子擴散能力卻沒有得到增強，這與生物再生劑中較高的膠質含量有關;對于老化SBS改性瀝青，由于聚合物的存在，分子量相對較小的生物再生劑能夠增強改性瀝青的分子流動擴散能力。
　　然后，將生物再生劑與瀝青混合料舊料按不同比例和新集料、新瀝青進行混合制備再生瀝青混合料，并采用市售再生劑作為對照組進行對比研究。車轍試驗表明生物再生劑對再生混合料的軟化效果最顯著，低溫彎曲

5、試驗、凍融試驗、四點彎曲試驗結果顯示生物再生混合料的抗低溫開裂能力、抗水損能力和抗疲勞能力在所有再生混合料中最優(yōu)，動態(tài)模量試驗結果也驗證了生物再生劑相比于市售再生劑對舊料具有更好的性能恢復能力。
　　最后，采用納米壓痕試驗對上述混合料的微觀特性進行表征，結果表明生物再生劑對膠漿-過渡區(qū)-集料區(qū)域的力學性能改變最為顯著;蠕變試驗結果也表明生物再生劑具有優(yōu)良的再生效果，能夠顯著改善瀝青膠漿相的黏彈性。微觀結果驗證了生物再生劑能夠有效改