高溫條件下抑煙改性瀝青開(kāi)發(fā)及混合料性能研究.pdf

1、瀝青路面以其良好的路用性能被交通行業(yè)廣泛應(yīng)用。但高溫狀態(tài)下，熱拌瀝青混合料產(chǎn)生和聚集的瀝青煙會(huì)危害施工人員身心健康、造成環(huán)境污染。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金研究課題“高溫條件下改性瀝青煙霧產(chǎn)生機(jī)理與抑制技術(shù)研究”，開(kāi)發(fā)抑煙復(fù)合改性瀝青，揭示其在高溫條件下對(duì)瀝青嫻的抑制機(jī)理，系統(tǒng)研究抑煙復(fù)合改性瀝青及瀝青混合料性能，在確保路用性能的前提下，在生產(chǎn)過(guò)程中最大限度地減少瀝青煙的釋放，實(shí)現(xiàn)瀝青路面生產(chǎn)全過(guò)程的污染控制，為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型

2、交通提供技術(shù)支撐。研究工作取得以下主要成果:
　　 1、系統(tǒng)介紹了目前國(guó)內(nèi)外瀝青煙釋放危害、瀝青煙治理技術(shù)和瀝青煙測(cè)定裝置研究現(xiàn)狀;基于重量法，提出了一個(gè)簡(jiǎn)單、實(shí)用的高溫條件下評(píng)價(jià)抑煙效果的方法;根據(jù)物理吸附原理，優(yōu)選純凈聚丙烯纖維棉作為高性能吸附介質(zhì)，結(jié)合凍干技術(shù)，研發(fā)了一套集瀝青煙產(chǎn)生、收集、排空裝簧于一體的瀝青煙測(cè)定裝置，試驗(yàn)證明該裝置簡(jiǎn)單，穩(wěn)定、高效、可靠;
　　 2、對(duì)影響瀝青嫻釋放關(guān)鍵因素的研究表明，拌合速度

3、、加熱溫度，加熱時(shí)間是導(dǎo)致瀝青炯釋放量發(fā)生變化的主要因素，是否攪拌瀝青、油源和種類(lèi)的差異、瀝青和空氣載體的含水量也對(duì)瀝青煙釋放量產(chǎn)生影響;
　　 3、按照瀝青阻燃、有機(jī)物非極性吸附、物理吸附和有機(jī)物非極性同時(shí)吸附等原理，針對(duì)性的選擇了不同類(lèi)別，可能具有抑煙效果的十一種材料，配制抑煙瀝青，根據(jù)瀝青煙釋放量和路用性能，優(yōu)選出膨脹石墨作為抑煙劑，開(kāi)發(fā)抑煙復(fù)合改性瀝青。
　　 4、紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射(XRD)、掃

4、描電子顯微鏡(SEM)和綜合熱分析(TG-DSC)試驗(yàn)研究證實(shí)可膨脹石墨摻入瀝青，在高溫條件和長(zhǎng)時(shí)問(wèn)熱拌過(guò)程中，產(chǎn)生部分膨脹，石墨層片主要被瀝青輕質(zhì)組分溶脹，輕質(zhì)組份和多環(huán)芳烴吸附于膨脹石墨表面或部分插入膨脹石墨層片間并形核結(jié)晶長(zhǎng)大，范德華力和品格能的束縛有效抑制了其在熱拌過(guò)程中的逸出釋放;膨脹石墨中的氧化性膨脹劑在拌合過(guò)程中會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入瀝青，使瀝青一定程度被氧化（老化），導(dǎo)致改性瀝青的塑性減弱，表現(xiàn)為改性瀝青延度降低，并影響改性瀝青軟化

5、點(diǎn)，使其有所升高。
　　 5、提出制備抑煙復(fù)合改性瀝青的詳細(xì)方法;采用“均勻設(shè)計(jì)”為基礎(chǔ)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以控制瀝青煙釋放量和保證膠結(jié)料路用性能為目標(biāo)，開(kāi)發(fā)基于膨脹石墨、SBS和環(huán)氧大豆油的抑煙復(fù)合改性瀝青，研究和提出了材料最佳組成比例;證明抑炯復(fù)合改性瀝青抑煙率達(dá)到了60％，抑煙性能優(yōu)良。
　　 6、常規(guī)瀝青試驗(yàn)、RTFOT老化性能試驗(yàn)、Brookfield黏度試驗(yàn)與動(dòng)態(tài)流變?cè)囼?yàn)證明抑煙復(fù)合改性瀝青感溫性小、高溫穩(wěn)定

6、性、低溫抗裂性、抗水損性好，優(yōu)于基質(zhì)瀝青，與SBS改性瀝青相當(dāng)，路用性能良好;
　　 7、瀝青混合料試驗(yàn)分析證明抑煙復(fù)合改性瀝青混合料具有較好的高溫穩(wěn)定性，良好的抗水損害性能和較好的抗疲勞性能，滿足低溫性能使用要求（冬溫區(qū)、冬冷區(qū)）;揭示了抑煙復(fù)合改性瀝青混合料的黏彈性變化規(guī)律，分別建立了軸向應(yīng)變（軸向應(yīng)變速率）與加載時(shí)間的回歸方程，加載蠕變方程、動(dòng)態(tài)模量（相位角）主曲線和主曲線回歸方程;
　　 8、氧濃度燃燒試驗(yàn)、煙密