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TLA材料性质及技术性能研究

作　者: 季文广
导　师: 查旭东
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: TLA 材料性质技术性能灰分胶浆高温性能微观试验
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 69次
引　用: 2次
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内容摘要

特里尼达湖沥青(TLA: Trinidad Lake Asphalt)是世界上最著名的天然沥青之一,产于南美洲特里尼达岛,具有优良的路用性能。目前对TLA的研究主要集中在宏观使用性能方面,对TLA的微观及改性机理方面研究较少。为此,本文从微观角度出发对TLA的材料性质(包括矿质材料和沥青材料,为方便起见,以下简称灰分和ETLA)及技术性能进行了分析研究。1)对于灰分,通过粒度分析、比表面积、X衍射等相关微观试验,对其进行了系统的研究,并选取两种合格的矿粉进行对比。结果表明:灰分的平均粒径为7.66μm,比表面积为16.24×104cm2/g,其矿物主要为(Ca4Al8Si8O32)·H2O18.664和SiO2,即主要成分为硅酸盐火山灰。通过胶浆动态剪切试验发现:在温度为64℃,粉胶比为0.6时,含灰分胶浆的抗车辙因子分别是两对比矿粉胶浆的1.74倍和1.42倍,条件变化时,也表明灰分对沥青胶浆高温性能的影响要大于两对比矿粉。根据灰色理论分析发现:密度、比表面积、小于0.01mm的含量、平均粒径、不均匀系数对胶浆高温性能影响程度的大小之比为:0.910∶0.880∶0.859∶0.431∶0.369。相关技术指标和胶浆性能都表明灰分优于对比矿粉。2)通过热分析、红外光谱、动态剪切等试验对ETLA及其胶浆进行了研究,并与TPK沥青和ESSO沥青进行了对比。结果显示:与基质沥青相比,ETLA具有分子极性强、分子结构稳定、热稳定性好等优点,且ETLA中含有-S、-P等键,这是其抗老化性能好的原因之一。动态剪切试验表明:64℃时,ETLA的抗车辙因子是TPK沥青的30倍,是ESSO沥青的49.4倍,ETLA具有较强的高温性能;74℃,粉胶比为0.8时,ETLA胶浆的抗车辙因子是ESSO沥青胶浆的39.9倍,ETLA胶浆的高温性能明显优于基质沥青胶浆。3)对TLA改性沥青,通过常规试验、热分析、红外光谱等试验从宏观、微观角度分别进行了研究。结果表明:随着TLA掺量的增加,高温性能、抗老化性能得到了较好的改善,改性沥青的热稳定性逐渐增加,分子结构稳定性和分子极性增强。在TLA改性沥青中,ESSO沥青、灰分和ETLA三者的关联度之比为0.97∶0.73∶0.80,灰分对TLA改性沥青高温性能的影响因素比例为29%。综上所述,灰分对TLA改性沥青具有较大的增劲作用,ETLA增强了改性沥青的分子结构稳定性和热稳定性,使其具有良好的高温和抗老化等优点,灰分和ETLA的综合作用使TLA改性沥青的性能得到进一步提高。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 问题的提出  10-11
  1.2 国内外研究概况  11-16
  1.3 主要研究内容  16-18
第二章 TLA 中矿质材料性质研究  18-30
  2.1 试验材料制备工艺  18-19
  2.2 密度试验  19-20
  2.3 粒度分析试验  20-23
  2.4 比表面积试验  23-25
  2.5 扫描电镜试验  25-27
  2.6 X 衍射试验  27-29
  2.7 小结  29-30
第三章矿质材料对沥青改性效果的影响研究  30-46
  3.1 填料对沥青胶浆作用机理  30-32
  3.2 沥青胶浆高温性能测试  32-39
  3.3 基于灰色理论的胶浆高温性能影响分析  39-45
  3.4 小结  45-46
第四章 TLA 中沥青材料性质研究  46-63
  4.1 沥青组分试验  46-50
  4.2 红外光谱试验  50-54
  4.3 扫描电镜试验  54-56
  4.4 热分析试验  56-61
  4.5 小结  61-63
第五章TLA 中沥青材料使用性能研究  63-80
  5.1 沥青材料高温性能分析  63-69
  5.2 沥青胶浆高温性能分析  69-77
  5.3 胶浆中沥青和填料对胶浆性能影响分析  77-78
  5.4 小结  78-80
第六章 TLA 改性沥青性能及机理研究  80-97
  6.1 TLA 改性沥青性能分析  80-84
  6.2 TLA 改性沥青微观性质分析  84-94
  6.3 TLA 改性机理研究  94-96
  6.4 小结  96-97
第七章结论与展望  97-100
  7.1 主要结论  97-99
  7.2 进一步研究展望  99-100
参考文献  100-104
致谢  104-105
附录 A 攻读硕士期间发表的论文  105-106
附录 B 攻读硕士期间参与的科研项目  106

TLA材料性质及技术性能研究

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