改性瀝青顯微形態結構的表征及其對性能的影響

《改性瀝青顯微形態結構的表征及其對性能的影響》是依託揚州大學，由康愛紅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：改性瀝青顯微形態結構的表征及其對性能的影響
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：康愛紅
• 依託單位：揚州大學

項目摘要

基於顯微形態結構的分析方法是研究改性瀝青性能、機理的有效手段，對於改性瀝青流變學的研究有著重要意義，近年來該方法得到了長足的發展，但由於其使用中尚存在根本性缺陷，目前尚未形成完善的運用體系和評價標準。本項目擬通過對改性瀝青顯微形態的實驗觀測，針對顯微形態結構表征中觀測樣本製備和溫度影響等關鍵問題展開研究，建立標準的樣本製備方法和實時溫度下改性瀝青顯微形態結構的獲取途徑並分析實時溫度下改性瀝青顯微形態結構與時間的關係、隨溫度變化的規律；然後運用圖像處理分析系統對顯微形態結構圖像進行量化表征，通過巨觀性能試驗測試改性瀝青巨觀性能，分析顯微形態結構對性能的影響；運用濃懸浮液流變學理論建立考慮溫度因素的改性瀝青顯微形態結構參數與性能的本構關係，並建議與性能指標相適應的顯微形態結構參數取值範圍，達到通過改性瀝青的顯微形態結構評價改性瀝青性能的目標，對改性瀝青的生產和運用具有重要的理論和指導意義。

結題摘要

本課題研究工作按照計畫書的研究內容展開，已按計畫完成相關研究工作。主要包括：顯微鏡觀測樣本的製作方法對改性瀝青顯微形態結構的影響；溫度對改性瀝青顯微形態結構的影響；改性瀝青螢光顯微圖像的處理與表征；改性瀝青顯微形態結構參數與改性瀝青性能的關係。現已形成以研究成果： 通過顯微觀測樣本製備過程中的常用手段對SBS改性瀝青顯微結構影響的分析，改進常規樣本製備方法，通過大量試驗，建立了改性瀝青顯微結構觀測樣本製備新方法。詳見附屬檔案1康愛紅博士學位論文。通過改變高速剪下溫度、樣本儲存溫度、圖像採集溫度對不同溫度下SBS改性瀝青巨觀性能及顯微觀測樣本的微觀形態參數進行分析，確定各類溫度條件對SBS改性瀝青的影響。結果表明：高速剪下溫度對各種改性瀝青的作用規律類似，性能變化幅度則取決於改性劑種類；SBS改性瀝青顯微觀測樣本適合冷凍存儲，冷凍溫度和冷凍時間則對改性瀝青顯微結構影響不大；拍攝溫度對改性瀝青顯微結構影響不大。詳見附屬檔案2張吳紅碩士學位論文。通過採集圖像過程中的曝光時間、解析度、圖像儲存格式和放大倍數等對顯微形態表征參數影響的試驗分析，制定了SBS改性瀝青顯微結構圖像採集的量化參數並提出了合適的改性瀝青顯微形態結構表征參數，形成了SBS改性瀝青顯微結構表征的試驗新技術。詳見附屬檔案1康愛紅博士學位論文。通過改性瀝青顯微形態結構參數與改性瀝青性能關係的分析，分析了SBS改性瀝青顯微結構及其性能的主要影響因素，SBS改性瀝青顯微形態結構對其性能的影響規律，並利用經典的非牛頓流體濃懸浮液結構與粘度的Kriege-Doughertv方程式及二元線性關係模型對試驗數據進行了擬合，構建了SBS改性瀝青巨觀性能和顯微結構參數之間的量化模型。最後，結合SBS改性瀝青微觀形態參數的分析，給出了典型兩相體系相變特徵點作為剪下過程性能控制的重要參數。詳見研究報告及附屬檔案3劉軒宇碩士學位論文。課題研究成果對準確描述改性瀝青的微觀結構及其質量控制具有重要的理論意義和使用價值。最終成果：博士學位論文1篇、碩士學位論文2篇、期刊論文8篇（EI收錄6篇）、會議論文1篇（EI收錄1篇）、參加國內外學術會議4次、申請發明專利2項。