改性沥青显微形态结构的表征及其对性能的影响

基于显微形态结构的分析方法是研究改性沥青性能、机理的有效手段，对于改性沥青流变学的研究有着重要意义，近年来该方法得到了长足的发展，但由于其使用中尚存在根本性缺陷，目前尚未形成完善的运用体系和评价标准。本项目拟通过对改性沥青显微形态的实验观测，针对显微形态结构表征中观测样本制备和温度影响等关键问题展开研究，建立标准的样本制备方法和实时温度下改性沥青显微形态结构的获取途径并分析实时温度下改性沥青显微形态结构与时间的关系、随温度变化的规律；然后运用图像处理分析系统对显微形态结构图像进行量化表征，通过宏观性能试验测试改性沥青宏观性能，分析显微形态结构对性能的影响；运用浓悬浮液流变学理论建立考虑温度因素的改性沥青显微形态结构参数与性能的本构关系，并建议与性能指标相适应的显微形态结构参数取值范围，达到通过改性沥青的显微形态结构评价改性沥青性能的目标，对改性沥青的生产和运用具有重要的理论和指导意义。

本课题研究工作按照计划书的研究内容展开，已按计划完成相关研究工作。主要包括：显微镜观测样本的制作方法对改性沥青显微形态结构的影响；温度对改性沥青显微形态结构的影响；改性沥青荧光显微图像的处理与表征；改性沥青显微形态结构参数与改性沥青性能的关系。现已形成以研究成果：.通过显微观测样本制备过程中的常用手段对SBS改性沥青显微结构影响的分析，改进常规样本制备方法，通过大量试验，建立了改性沥青显微结构观测样本制备新方法。详见附件1康爱红博士学位论文。. 通过改变高速剪切温度、样本储存温度、图像采集温度对不同温度下SBS改性沥青宏观性能及显微观测样本的微观形态参数进行分析，确定各类温度条件对SBS改性沥青的影响。结果表明：高速剪切温度对各种改性沥青的作用规律类似，性能变化幅度则取决于改性剂种类；SBS改性沥青显微观测样本适合冷冻存储，冷冻温度和冷冻时间则对改性沥青显微结构影响不大；拍摄温度对改性沥青显微结构影响不大。详见附件2张吴红硕士学位论文。. 通过采集图像过程中的曝光时间、分辨率、图像储存格式和放大倍数等对显微形态表征参数影响的试验分析，制定了SBS改性沥青显微结构图像采集的量化参数并提出了合适的改性沥青显微形态结构表征参数，形成了SBS改性沥青显微结构表征的试验新技术。详见附件1康爱红博士学位论文。. 通过改性沥青显微形态结构参数与改性沥青性能关系的分析，分析了SBS改性沥青显微结构及其性能的主要影响因素，SBS改性沥青显微形态结构对其性能的影响规律，并利用经典的非牛顿流体浓悬浮液结构与粘度的Kriege-Doughertv方程式及二元线性关系模型对试验数据进行了拟合，构建了SBS改性沥青宏观性能和显微结构参数之间的量化模型。最后，结合SBS改性沥青微观形态参数的分析，给出了典型两相体系相变特征点作为剪切过程性能控制的重要参数。详见研究报告及附件3刘轩宇硕士学位论文。. 课题研究成果对准确描述改性沥青的微观结构及其质量控制具有重要的理论意义和使用价值。. 最终成果：博士学位论文1篇、硕士学位论文2篇、期刊论文8篇（EI收录6篇）、会议论文1篇（EI收录1篇）、参加国内外学术会议4次、申请发明专利2项。