聚氨酯复合改性沥青的制备与性能研究

来源：中国血液净化杂志2021年第3期北京时间：

作者：金鑫, 郭乃胜, 闫思檬, 刘涛, 尤占平

单位：1. 大连海事大学 交通运输工程学院, 辽宁 大连 116062;2. 密歇根理工大学 土木与环境工程系, 密歇根 霍顿 MI49931"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation (51308084); National Natural Science Foundation of Liaoning Province (20180550173); Fundamental Research Funds for the Central Universities (3132017029); Dalian Maritime University “Double First-class Construction Project” (BSCXXM021)

摘要：为改善聚氨酯（PU）改性沥青的性能，实现其在道路工程领域的应用，将PU、岩沥青（RA）和基质沥青（BA）按照自定的室内工艺流程制备得到PU复合改性沥青，并探讨了制备工艺参数的适宜性。采用针入度、软化点、延度和旋转黏度试验优化了PU和RA的掺配方案，基于胶体理论分析了PU复合改性沥青的温度敏感性；利用动态剪切流变（DSR）和弯曲梁流变（BBR）试验研究了PU复合改性沥青的高、低温流变性能，应用多应力重复蠕变（MSCR）试验评价了PU复合改性沥青的抗永久变形能力，确定了PU复合改性沥青的PG分级温度；借助扫描电镜（SEM）试验观测了PU复合改性沥青的微观结构；通过红外光谱（FTIR）试验推断出PU与沥青发生的主要化学反应。结果表明：当RA添加量为5%时，随着PU添加量从1%增加到5%，PU复合改性沥青的针入度、软化点和延度分别提高了42%、4%和19%；当PU添加量为5%时，随着RA添加量从5%增加到15%，PU复合改性沥青的软化点增大了17%，但针入度和延度分别下降了64%和138%；添加3% PU、15% RA和5% PU、15% RA的复合改性沥青的PG高温等级均能达到82℃，添加5% PU、5% RA的复合改性沥青的PG低温等级为-22℃，说明添加PU改善了沥青的低温流变性能，而添加RA提升了沥青的高温流变性能；BA，PU和RA界面之间相容性良好，证明了所研究的制备工艺的合理性；在PU复合改性沥青内部存在异氰酸根和BA中芳香族化合物发生的加成反应，PU中的不饱和键与沥青中S—S键发生的交联反应，以及所形成的交联网状结构提高了PU复合改性沥青的抗低温变形能力。

关键词：道路工程,聚氨酯复合改性沥青,试验分析,制备工艺,岩沥青,流变特性,微观结构

基金资助：国家自然科学基金项目（51308084）；辽宁省自然科学基金项目（20180550173）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（3132017029）；大连海事大学“双一流建设专项”项目（BSCXXM021）