煤直接液化瀝青基道路改性瀝青老化性能研究
關(guān)鍵詞：煤直接液化瀝青 改性瀝青 老化 延度 殘留針入度
摘要：煤直接液化瀝青(DCLA)是煤直接液化過程的副產(chǎn)品,由約50%的瀝青類物質(zhì)和約50%的固體顆粒組成,以DCLA為基礎(chǔ)改性劑復(fù)合SBS高分子聚合物,制備了道路改性瀝青即DCLA-改性瀝青。瀝青組分對瀝青的各項性能有直接影響,并最終體現(xiàn)為改性瀝青路面使用性能的改變,因此,研究改性瀝青老化后的性能更重要。通過瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜加熱試驗(簡稱RTFOT)模擬DCLA改性瀝青老化試驗,并對DCLA-改性瀝青的老化特性進行研究,建立其微觀組分特性和宏觀性能的聯(lián)系。通過分析DCLA改性瀝青原料及改性瀝青老化前后的分子質(zhì)量、紅外光譜(FTIR)、氧含量等,發(fā)現(xiàn)DCLA-改性瀝青的老化不是單一反應(yīng),是活性物質(zhì)氧化、輕質(zhì)組分揮發(fā)、瀝青分子團聚、SBS分子斷裂等多種反應(yīng)的綜合結(jié)果,表現(xiàn)為DCLA改性瀝青平均分子質(zhì)量由13 865 g/mol降到11 983 g/mol,氧含量由0.9%升至1.3%,SK90的平均分子質(zhì)量由1 906 g/mol團聚增長到2 068 g/mol,SBS發(fā)生斷裂平均分子質(zhì)量由41 482 g/mol降至20 647 g/mol。DCLA-改性瀝青老化性能的變化由體系中瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的變化量決定。瀝青質(zhì)能提高改性瀝青的抗老化性,但同時會降低改性瀝青本身的延度。為達到JTG F40—2017的I-D改性瀝青延度標準,即5℃的延度不小于20 cm,則改性瀝青體系中瀝青質(zhì)含量不能超過12.9%,其殘留針入度比為72%。膠質(zhì)能改善改性瀝青的低溫延度,但膠質(zhì)是一個不穩(wěn)定的物質(zhì),易被空氣氧化生成瀝青質(zhì),從而造成老化后殘留延度降低,這體現(xiàn)在紅外譜圖中出現(xiàn)的羰基C=O與亞砜基S=O。當體系中膠質(zhì)含量為28%時老化后延度降低率達到70%。控制原料瀝青質(zhì)含量并降低原料中膠質(zhì)的反應(yīng)活性是提高改性瀝青老化后性能的有效途徑。
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