天然瀝青對(duì)基質(zhì)石油瀝青改性機(jī)理研究

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1、摘要天然瀝青是一種優(yōu)質(zhì)的路用瀝青改性外摻劑，能有效地改善瀝青材料的路用性能。論文通過(guò)系統(tǒng)試驗(yàn)分析，研究天然瀝青對(duì)石油瀝青性能影響機(jī)理，進(jìn)一步提高天然瀝青應(yīng)用水平。針對(duì)盤(pán)錦基質(zhì)瀝青和摻加四種國(guó)內(nèi)外典型天然瀝青(包括四川、新疆和北美的巖瀝青，以及南美湖瀝青)的改性瀝青進(jìn)行組分分析，發(fā)現(xiàn)摻入天然瀝青后的瀝青質(zhì)含量、瀝青質(zhì)與膠質(zhì)之比增大，同時(shí)膠質(zhì)含量減少，但瀝青質(zhì)與膠質(zhì)之和增加；采用差示掃描量熱分析法(DSC)分析了瀝青的聚集態(tài)以及瀝青在發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中的熱量變化與瀝青性能的之間關(guān)系，發(fā)現(xiàn)改性后瀝青粘流化溫度升高、吸熱量降低以及吸熱峰寬度變窄；凝膠滲透色譜(GPC)試驗(yàn)表明改性后瀝青中重均分子量

2、和數(shù)均分子量均有不同程度的增大?？梢?jiàn)，經(jīng)天然瀝青改性后，瀝青的感溫性從整體上得到提高，高溫性能改善較明顯，低溫性能也有一定改善。盤(pán)錦基質(zhì)瀝青和摻加上述四種天然瀝青的盤(pán)錦瀝青經(jīng)過(guò)不同時(shí)段(5～30小時(shí))的薄膜烘箱(TFoT)老化，并分別對(duì)其進(jìn)行四組分分析，發(fā)現(xiàn)隨著老化時(shí)間延長(zhǎng)，各種瀝青膠體指數(shù)呈下降趨勢(shì)，但改性瀝青膠體指數(shù)降低趨勢(shì)較平緩，說(shuō)明天然瀝青在一定程度上改善了基質(zhì)瀝青的抗老化性能。同時(shí)，紅外吸收光譜試驗(yàn)表明，天然瀝青能降低羰基指數(shù)和亞砜指數(shù)增長(zhǎng)速率，推遲兩者到達(dá)最大值的時(shí)間，從微觀上反映出天然瀝青可以提高石油瀝青的抗老化性能。．天然瀝青能較大地提高石油瀝青與不同巖性礦料的粘附性。其中

3、對(duì)花崗巖粘附性改善效果最為顯著，提高幅度均在47％以上。紅外吸收光譜試驗(yàn)表明天然瀝青中都含有酰胺類(lèi)等較強(qiáng)的極性官能團(tuán)，該官能團(tuán)能在石料表面能產(chǎn)生較強(qiáng)吸附力；另一方面，天然瀝青中含有大量的官能團(tuán)萘，該官能團(tuán)可以促進(jìn)石油瀝青交聯(lián)聚合的有機(jī)鏈，使得摻入天然瀝青的石油瀝青分子的排列方式和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)得以改變，增強(qiáng)瀝青內(nèi)聚力及抗拉斷力，改善石油瀝青與集料的粘附性。關(guān)鍵詞：道路工程天然瀝青改性瀝青組分分析改性機(jī)理AbstractNaturalasphaltisal(indofexcellentmodifiertoimproveroadasphalt．Itcaneffectivelyimprovethero

4、adperformanceoftheasphaltmaterials．Thispaperexaminesthemodifiedmechanismfornaturalasphalttoperfectitsmodifiedtechnique．BasedonthecomponentanalysisonthePanJinbaseasphaltandtheasphaltmodifiedbyfourtypicallynaturalasphalt(includingrockasphaltofXinjiang，SichuanandUtntahiteaswellaslakeasphaltofTUqwecan

5、seethataftermodifiedbynaturalasphaltthecontentofAsphalteneandtheproportionbetweenAsphalteneandResinincreasesandthecontentofResindecreasesmeanwhiletheplusofAsphalteneandResinincreases．TheresultofDSCtestindicatesclearlyoftherelationshipbetweentheaggregationstateforasphaltalongwiththeheatabsorptionin

6、thesituationchangeforasphaltandtheperformanceofasphalt．Aftermodifiedbynaturalasphaltthetemperatureforasphalttointenerateincreases，theheatabsorptiondecreasesandthewidthinthefigureforthemaximumofheatabsorptionnarrowed．TheresultofGPCtestindicatesthataftermodi研ngaveragemolecularweightandnumber-average

7、molecularweightareallincreaseindifferentextent．Soaftermodifiedbynaturalasphalt，thetemperaturesensitivityoftheasphaltimprovedwhollyespeciallythelligh—temperaturestabilityandthelow-temperatureperformanceisalsoimpro