橡膠瀝青具有良好的高、低溫及抗噪等性能,被廣泛應用在高等級路面中,但由于其黏度大,拌和及壓實溫度高而易造成環境污染。本文采用目前常用的有機蠟類(RH、Sasobit)、沸石類(Aspha-min)、表面活性劑類(Evotherm)、稀釋類(芳烴油、煤油)4類技術6種溫拌劑對橡膠瀝青進行溫拌,分析其各自的降黏機理,通過性能測試優選出1種適宜的溫拌橡膠瀝青技術并將其應用到超薄磨耗層中。首先,測試了6種溫拌橡膠瀝青的黏溫曲線,發現6種溫拌劑對橡膠瀝青的降黏效果順序為:RH芳烴油Evotherm煤油SasobitAspha-min。基于針入度體系評價了溫拌橡膠瀝青高溫、低溫等性能,發現煤油溫拌橡膠瀝青的高溫及Sasobit溫拌橡膠瀝青的低溫性能最差,因此初選出RH、Evotherm、芳烴油3種溫拌橡膠瀝青。其次,采用動態剪切流變儀、彎曲梁流變儀、光學接觸角儀、紅外光譜儀測試評價了上述優選的3種溫拌橡膠瀝青的高溫、低溫、黏附及抗老化性能,從高溫性能看,RH溫拌橡膠瀝青最優,Evotherm溫拌橡膠瀝青黏附及抗老化性能最優,芳烴油溫拌橡膠瀝青在-12℃、-18℃時低溫性能最優,但-24℃時三種溫拌橡膠瀝青的低溫性能基本一致,因此優選出Evotherm溫拌橡膠瀝青和RH溫拌橡膠瀝青。第三,基于官能團、表面自由能、分子量及微納觀形貌圖探究了Evotherm及RH兩種溫拌劑對橡膠瀝青的降黏機理,發現Evotherm顯著增加橡膠瀝青中的酰胺基團,其與膠質、瀝青質發生相互作用形成較強的氫鍵,減小瀝青質的締合作用力,橡膠瀝青表面自由能顯著增加,能顯著降低橡膠瀝青黏度。RH對橡膠瀝青為物理降黏作用,其增加了橡膠瀝青的大分子量,吸附在瀝青質周圍,形成一層蠟膜,起到了界面潤滑作用,減小了瀝青質分子之間的摩擦,因此降低了橡膠瀝青的黏度。最后,測試了Evotherm、RH溫拌橡膠瀝青超薄磨耗層的抗滑、排水及層間抗剪性能,并與SBS改性瀝青超薄磨耗層進行對比,發現Evotherm溫拌橡膠瀝青超薄磨耗層的抗滑、排水性能優于SBS改性瀝青及RH溫拌橡膠瀝青超薄磨耗層,結合其的經濟環境效益,綜合分析優選出Evotherm溫拌橡膠瀝青應用于超薄磨耗層。
【學位單位】：北京建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U414
【部分圖文】：

使得廢棄輪胎大量積壓，造成嚴重的黑色污染。堆積如山的廢棄輪胎不但占用一定的土地資源（圖1-1），而且極易引發火災（圖 1-2），造成環境污染等社會、環保與安全問題。2017 年，國家發改委等聯合印發的《循環發展引領行動》中指出[1]，以提高資源利用效率、資源循環水平為核心，加強城市低值固體廢棄物資源化利用，促進再生資源回收利用，通過各地區循環經濟協同發展行動，到 2020 年，主要固體廢棄物循環利用率達到 60%左右。由于廢棄輪胎中所含有的橡膠仍具有高彈特性，提質升級統籌規劃廢棄輪胎的資源化利用，將其應用在道路用瀝青中，可以增強瀝青的高、低溫性能，同時降低路面噪聲，其路用性能良好[2-6]，實現變廢為寶，提升廢棄輪胎的資源化利用率。圖 1-1 堆積如山的廢棄輪胎 圖 1-2 廢棄輪胎燃燒引起的火災Fig.1-1 Stacked waste tires Fig.1-2 Fire caused by burning tires然而

圖 1-1 堆積如山的廢棄輪胎 圖 1-2 廢棄輪胎燃燒引起的火災Fig.1-1 Stacked waste tires Fig.1-2 Fire caused by burning tires然而，橡膠瀝青也是一把雙刃劍，在實現廢棄輪胎變廢為寶的情況下，由于橡膠入到瀝青后，增加了瀝青的黏度，從而提高了橡膠瀝青混合料的拌和及壓實溫度，會消耗大量的資源且產生溫室氣體 CO2和 NO2、PM2.5 等空氣污染物及危害施工人體健康的石油瀝青（煙）和苯并（a）芘等有毒物質[7]。近年來溫室效應席卷全球，霧霾天氣入侵北京、石家莊等城市，對人民的健康和生活帶來諸多困擾。根據試驗，在瀝青混合料的生產和拌和過程中，平均每升高 9.8℃的生產拌和溫度，每噸混

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本文編號：2893103