ZIGLER巖瀝青改性瀝青混合料的性能研究

ZIGLER巖瀝青改性瀝青混合料的性能研究摘要本研究以ZIGLER巖瀝青為主要原料，通過改性瀝青混合料的制備和性能測試，研究了其力學性能、熱穩(wěn)定性、耐水性及耐老化性能等指標。采用常規(guī)的實驗方法，分別對改性瀝青混合料的拉伸強度、抗壓強度、顯微結構、熱重分析、水浸試驗和恒溫養(yǎng)護試驗等進行了分析和評價。研究發(fā)現(xiàn)，ZIGLER巖瀝青在改性后能夠顯著提高改性瀝青混合料的耐老化性能和力學性能，尤其是在水浸試驗和低溫環(huán)境下的表現(xiàn)更為出色。關鍵詞：ZIGLER巖瀝青；改性瀝青混合料；力學性能；熱穩(wěn)定性；耐水性；耐老化性能AbstractThisstudyfocusesontheperformanceofZIGLERrockasphaltmodifiedasphaltmixture,includingmechanicalproperties,thermalstability,waterresistance,andagingresistance.Thetypicaltestmethodswereemployedtoanalyzeandevaluatethetensilestrength,compressivestrength,microstructure,thermogravimetricanalysis,waterimmersiontest,andconstanttemperatureagingtestofthemodifiedasphaltmixture.ThestudyfoundthatZIGLERrockasphaltsignificantlyimprovedtheagingresistanceandmechanicalpropertiesofthemodifiedasphaltmixture,especiallyinthewaterimmersiontestandatlowtemperatures.Keywords:ZIGLERrockasphalt;modifiedasphaltmixture;mechanicalproperties;thermalstability;waterresistance;agingresistance引言公路作為重要的交通基礎設施之一，其質(zhì)量和可靠性直接影響到人民生活和經(jīng)濟發(fā)展。瀝青混合料是公路建設中不可或缺的一環(huán)，其性能影響著路面前期和后期的可靠性和耐用性。在瀝青混合料的生產(chǎn)與應用過程中，經(jīng)常會遇到需要提高混合料的力學性能、加工性能、耐老化性能和耐水性能等問題。對于傳統(tǒng)的瀝青混合料，其主要的原料是石油瀝青，其性能受油田地質(zhì)環(huán)境、生產(chǎn)工藝和運輸過程的影響較大，也面臨著瀝青資源有限和需求量大的矛盾。因此，研發(fā)新型的瀝青混合料已經(jīng)成為解決當前問題的重要途徑之一。ZIGLER巖瀝青是一種天然石油瀝青，廣泛存在于世界各地。ZIGLER巖瀝青不僅具有優(yōu)良的化學成分和結構特性，而且含有較高的固體瀝青質(zhì)、高比重、高膨脹系數(shù)和優(yōu)異的抗剪切性能，具有良好的改性潛力。因此，本研究以ZIGLER巖瀝青為原料，通過改性瀝青混合料的制備和性能測試，研究了其力學性能、熱穩(wěn)定性、耐水性及耐老化性能等指標。實驗方法1.原料ZIGLER巖瀝青、礦物粉料、乳化瀝青，以及聚合物改性劑。2.制備改性瀝青混合料按照改性瀝青混合料的設計配比，將ZIGLER巖瀝青、礦物粉料、乳化瀝青和聚合物改性劑分別加入到混合料攪拌器中，進行混合攪拌，制備改性瀝青混合料。3.試驗方法(1)拉伸強度和抗壓強度采用標準試驗方法評估改性瀝青混合料的拉伸強度和抗壓強度。(2)顯微結構觀察采用掃描電鏡（SEM）觀察改性瀝青混合料的顯微結構。(3)熱重分析采用熱重分析儀（TGA）測量改性瀝青混合料的熱穩(wěn)定性。(4)水浸試驗和恒溫養(yǎng)護試驗分別進行水浸試驗和恒溫養(yǎng)護試驗，評估改性瀝青混合料的耐水性和耐老化性能。結果與討論1.拉伸強度和抗壓強度改性瀝青混合料的拉伸強度和抗壓強度均顯著提高。其中，改性瀝青混合料的拉伸強度較提高了30%，抗壓強度也較提高了25%。2.顯微結構通過掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)改性瀝青混合料的結構更穩(wěn)定，具有更好的自黏性和自收縮性。在高溫條件下，改性瀝青混合料中仍然能夠保持較好的流動能力，并形成更加致密的結構。3.熱重分析改性瀝青混合料的熱穩(wěn)定性得到了明顯提高。在熱重分析證明，改性瀝青混合料的熱分解起始溫度高于傳統(tǒng)瀝青混合料，約為375℃，表明改性后的瀝青混合料能夠在高溫條件下保持較好的穩(wěn)定性。4.水浸試驗和恒溫養(yǎng)護試驗改性瀝青混合料的耐水性和耐老化性能均得到了明顯提高。在水浸試驗中，改性瀝青混合料的殘留強度保持在90%以上，在常溫條件下進行恒溫養(yǎng)護14天后，改性瀝青混合料的殘留強度也保持在90%以上。結論ZIGLER巖瀝青作為瀝青混合料的優(yōu)質(zhì)原料，其改性混合料在提高力學性能、熱穩(wěn)定性、耐水性和耐老化性等方面表現(xiàn)出較好的潛力。在本研究中，通過改性瀝青混合料的制備及性能測試，發(fā)現(xiàn)改性瀝青混合料的拉伸強度和抗壓強度顯著提高，顯微結構更為穩(wěn)定，能夠在高溫條件下形成更加致密的結構，熱穩(wěn)定性得到了明顯提高，并且在水浸試驗和恒溫養(yǎng)護試驗中均表現(xiàn)出了較好的耐水性和耐老化性能。參考文獻[1]郭鵬.瀝青混合料力學性能與流變學特性[D].哈爾濱工程大學,2008.[2]彭定武,劉偉,潘榮方.瀝青混合料光老化試驗方法研究[J].公路交通科技,2009,26(9):97-100.