煤直接液化瀝青基道路改性瀝青老化性能研究
關鍵詞：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%的瀝青類物質和約50%的固體顆粒組成,以DCLA為基礎改性劑復合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,是活性物質氧化、輕質組分揮發(fā)、瀝青分子團聚、SBS分子斷裂等多種反應的綜合結果,表現(xiàn)為DCLA改性瀝青平均分子質量由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和膠質的變化量決定。瀝青質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含量不能超過12.9%,其殘留針入度比為72%。膠質能改善改性瀝青的低溫延度,但膠質是一個不穩(wěn)定的物質,易被空氣氧化生成瀝青質,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。當體系中膠質含量為28%時老化后延度降低率達到70%?？刂圃蠟r青質含量并降低原料中膠質的反應活性是提高改性瀝青老化后性能的有效途徑。
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