长安大学学报(自然科学版)2020,Vol.40Issue(1) :97-106,115.

基于老化的石墨烯/橡胶粉复合改性沥青蠕变特性及微观结构分析

Creep characteristics and microstructure analysis of graphene/rubber powder composite modified asphalt based on aging

武红娟 王选仓 王睿 张微 陈成芹
长安大学学报(自然科学版)2020,Vol.40Issue(1) :97-106,115.

基于老化的石墨烯/橡胶粉复合改性沥青蠕变特性及微观结构分析

Creep characteristics and microstructure analysis of graphene/rubber powder composite modified asphalt based on aging

武红娟 1王选仓 2王睿 1张微 1陈成芹1
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作者信息

  • 1. 西北民族大学土木工程学院,甘肃兰州730010
  • 2. 长安大学公路学院,陕西西安710064
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摘要

为了分析石墨烯掺量以及老化对石墨烯/橡胶粉复合改性沥青蠕变-恢复性能、蠕变参数以及蠕变中瞬时弹性变形、延迟弹性变形以及不可恢复黏性变形等各组成部分相对比例的影响,以不同石墨烯掺量的橡胶沥青为研究对象,采用60℃蠕变-恢复试验,分析其旋转薄膜烘箱(RTFOT)老化和压力(PAV)老化蠕变-恢复性能.首先,基于Burgers模型拟合沥青蠕变变形,为了减少Burgers模型拟合误差,利用蠕变柔量与时间的关系,预估Burgers模型的瞬时弹性模量,进而拟合模型剩余参数;其次,计算各类变形占总体蠕变变形比例,分析石墨烯掺量对不同老化阶段橡胶沥青蠕变变形的影响规律;最后,采用扫描电镜(SEM)观测不同老化程度的橡胶沥青、石墨烯/橡胶粉复合改性沥青微观结构.研究结果表明:RTFOT老化后橡胶沥青的蠕变值显著大于原样沥青,而经历PAV老化后,其蠕变值减小;石墨烯的掺加使得老化对橡胶沥青蠕变值的影响减小;RT-FOT和PAV老化后,橡胶沥青及复合改性沥青的瞬时弹性变形所占比例、总体变形比例均有一定程度的减小;RTFOT老化后其延迟弹性变形所占比例显著减小,而黏性变形所占比例增加;PAV老化后其延迟弹性变形所占比例有一定程度的上升;SEM显示,原样橡胶沥青呈现明显的非均质性,老化后橡胶粉颗粒减少,橡胶颗粒呈现溶胀状态;原样石墨烯/橡胶粉复合改性沥青与橡胶沥青微观结构相似,老化后复合改性沥青中出现较大面积的团聚物.

关键词

道路工程/蠕变/Burgers模型/石墨烯/橡胶粉复合改性沥青/微观结构

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基金项目

国家自然科学基金地区科学基金(51868042)

出版年

2020
长安大学学报(自然科学版)
长安大学

长安大学学报(自然科学版)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.011
ISSN:1671-8879
被引量7
参考文献量9
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