摘要
沥青路面在公路建设中发挥着重要作用，然而路面的病害频发和养护处治效果不佳却制约了其发展。裂缝是主要并且常见的沥青路面病害之一，它的出现导致路面承载能力和行车安全性下降，若不及时处理将引起更严重的道路损伤。采用灌缝胶填封是有效的裂缝修补手段，所使用灌缝材料的性能优劣与道路养护寿命、路用情况密切相关。因此，寻求性能优良的灌缝胶具有重要意义。 本文总结了国内外灌缝胶的研究现状，存在灌缝胶制备工艺复杂、受热老化等问题。针对此问题，本文以沥青为基材，以碳纳米管（CNTs）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）为改性剂制备了SBS/CNTs改性沥青灌缝胶。通过正交试验研究制备因素和各添加剂变化对灌缝胶性能的影响，以灌缝胶的软化点、锥入度、弹性恢复率、流动值等性能指标作为评价标准，确定了SBS/CNTs改性沥青灌缝胶的制备工艺和添加剂掺量。 在完成SBS/CNTs改性沥青灌缝胶制备的基础上，将本文制备的两种SBS/CNTs改性沥青灌缝胶与两种市售灌缝胶进行性能对比。通过多温度频率扫描试验、低温剪切松弛试验研究了四种灌缝胶的流变特性；采用搅拌加热模拟灌缝胶的施工老化过程，通过常规性能试验、多重应力蠕变（MSCR）试验以及分子动力学模拟方法研究了灌缝胶的老化性能；采用LAS疲劳试验和LASH疲劳愈合试验研究了灌缝胶的抗疲劳性能。为SBS/CNTs改性沥青灌缝胶的工程应用提供参考。 结果表明，SBS/CNTs改性沥青灌缝胶比市售1#灌缝胶的频率敏感性低，并且在低温（高频）区，CNTs的加入降低了灌缝胶的温度敏感性；依据SBS/CNTs改性沥青灌缝胶的黏温曲线提出灌缝胶的推荐施工温度范围170℃~190℃，灌缝胶受老化作用影响发生硬化，其锥入度、弹性恢复率、不可恢复蠕变柔量nrJ均减小，蠕变恢复率R增加；老化作用使灌缝胶体系的体积模量增加，CNTs的加入会提高灌缝胶体系的聚集程度；20℃条件下，CS-0.5灌缝胶表现出更好的抗疲劳性能和疲劳愈合性能，在60℃条件下，CS-1灌缝胶表现出更好的疲劳愈合性。综上，SBS/CNTs改性沥青灌缝胶的软化点、锥入度、弹性恢复率、流动值等常规性能指标能够满足规范要求，与市售灌缝胶相比表现出良好的抗老化性能和抗疲劳性能。
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