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沥青路面紫外防护涂料的制备与性能研究

黄芸  
【摘要】:随着国际上长寿命沥青路面设计理念的提出,沥青紫外光老化问题越来越受重视,已成为道路材料领域研究热点。光稳定剂作为一种能有效阻止聚合物材料光老化的助剂,已被用于与沥青共混来改善沥青的耐紫外老化性能。由于光稳定剂价格高,使得光稳定剂改性沥青的成本很高,并且只能用于拌制沥青混合料铺筑新路面,而不适用于服役中的沥青路面。如将光稳定剂用于制备沥青路面紫外防护涂料,不仅可以解决成本问题,而且适用于服役中的沥青路面,具有更好的应用前景。 本文选用不同类型的光稳定剂(UV326、UV531和UV770)和光屏蔽剂(橡胶炭黑N220、色素炭黑W45和Ti02),采用有机硅溶液和沥青乳液两种不同的载体,制备了不同类型的沥青路面紫外防护涂料。通过比较紫外老化前后沥青物理性能和化学组成的变化,分别研究了不同类型紫外防护涂料对沥青耐紫外老化性能的改善效果;通过对涂膜前后沥青路面渗水系数、摩擦系数抗滑摆值和构造深度的测试,考察了紫外防护涂料对沥青路面路用安全性能的影响。主要研究结论如下: (1)三种光稳定剂/有机硅紫外防护涂料能显著增大沥青紫外老化后针入度保留率,降低软化点和粘度的增量;抑制沥青紫外老化后沥青质和胶质含量的增加及芳香分和饱和分含量的减少,从而改善沥青耐紫外老化性能,减轻沥青的紫外老化。其中,UV326与有机硅复配涂膜对沥青耐紫外老化性能的改善作用更加明显。 (2)与单一使用UV326相比,UV326分别和UV531、UV770复配后,与有机硅复合的紫外防护涂料能更加显著地改善沥青耐紫外老化性能,且UV326与UV770复配时的改善效果更加优良。 (3)三种光稳定剂/沥青乳液紫外防护涂料涂膜后的样品紫外老化后针入度保留率明显增大,软化点和粘度增量减小;有效抑制了沥青质和胶质含量的增加及芳香分和饱和分的减少,改善了沥青耐紫外老化性能。与UV326和UV770相比,UV531/沥青乳液紫外防护涂料的作用更为明显。 (4)与单一使用UV531相比,UV531分别与UV326、UV770复配后,其改性沥青乳液涂膜能更加有效地提高沥青耐紫外老化性能,且UV531与UV770复配后效果更佳。 (5)三种光屏蔽剂/沥青乳液紫外防护涂料涂膜同样也增大了沥青紫外老化后针入度保留率较大,减小了软化点和粘度的增量;抑制了饱和分和芳香分含量的减少,减小了胶质和沥青质含量的增加,有效提高了沥青的耐紫外老化性能。与N220和Ti02相比,W45/沥青乳液涂膜对沥青耐紫外老化性能的改善作用更为明显。 (6)W45分别与UV326、UV531和UV770复配后,其改性沥青乳液紫外防护涂料对沥青耐紫外老化性能的改善作用更加优良,且当W45与UV531复配时,改善效果最佳。 (7)通过测试涂膜前后沥青路面渗水系数、摩擦系数抗滑摆值和构造深度,研究了沥青路面紫外防护涂料对沥青混凝土路用安全性能的影响。涂膜后,沥青混凝土的渗水系数显著降低,沥青混凝土的抗渗性能明显提高;沥青混凝土的摩擦系数抗滑摆值和构造深度则有一定程度的降低,但影响较小,可满足技术要求。


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