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HUNAN UNIVERSITY 英 文 翻 译 题 目： 与非改性纳米粘土混合后沥青胶结料的性能 学生姓名： 郑琼 学生学号： 20090110729 专业班级： 道路2班 学院名称： 土木工程学院 指导老师： 杜攀峰 学院院长： 肖岩 2013年04月摘 要 本文研究了纳米材料改性沥青的流变性能。使用的添加剂是非改性的纳米粘土（NMN）和聚合物改性的纳米粘土（PMN）。他们分别用2%和4%的浓度添加到控制PG 58-34沥青胶结料。Superpave?胶结料试验是评价纳米改性沥青的特点。研究纳米改性沥青的流变性能采用的是沥青试验，如旋转粘度计（RV），动态剪切流变仪（DSR）和弯曲梁流变仪（BBR）。此外还通过旋转薄膜烘箱模拟（RTFO）和压力老化容器（PAV）分析了经过短期和长期老化的纳米改性沥青的性能。还研究了单位和在循环下耗散能以便更好地了解纳米改性沥青的性能。结果表明，NMN加入沥青后，粘度和复合剪切模量显著增加，PMN加入后，粘度和复合剪切模量略有下降。此外，从耗散功的角度来看，PMN改性沥青胶结料的抗车辙能力和抗疲劳开裂性能较NMN改性沥青胶结料有增强。 关键词：沥青，改性沥青，非改性的纳米粘土，纳米材料改性沥青 目 录 1、前言 1 2、纳米改性沥青的制备和测试 2 3、结果与讨论：旋转粘度试验 5 4、结果与讨论：复合剪切模量（|G*|）试验 6 4.1 NMN改性沥青胶结料 6 4.2 PMN改性沥青胶结料 8 4.3 RTFO老化后的NMN改性沥青胶结料 10 4.4 RTFO老化后的PMN改性沥青胶结料 11 4.5 PAV老化后的NMN改性沥青胶结料 12 4.6 PAV老化后的PMN改性沥青胶结料 12 5、结果与讨论：弯曲梁流变仪试验 15 6、结论 17 致 谢 18 参考文献 19 1、前言 沥青混合料是由沥青，级配的骨料和空气空隙组成的，它是一种由时间—温度控制的粘弹性材料，其性质取决于温度和加载时间。沥青胶结料的成分相对比较复杂，包含碳、氢、氮、硫、氧等。为了提高路面抗压强度，研究人员尝试过在基质沥青中加入不同种类的添加剂。一般而言，纤维和聚合物是在沥青改性中最主要的两种材料[1-5]。其中的纤维自4000年前就是提高沥青与骨料之间的连接力使用最广泛的材料[6-12]。此外，科学家和工程师们曾经试图利用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）聚合物来提高路面的抗疲劳和抗车辙能力[13-16]，而且，使用SBS来改变沥青胶结料后的性质也已经被多种测试方法研究。同时，沥青胶结料的性能，改性沥青和沥青或沥青内部之间的反应，沥青的微观结构和流变学特性都由傅里叶变换红外光谱（FTIR），原子力显微镜（AFM）和动态剪切流变仪（DSR）测试过。 最近，由于具有广泛和独特的性能，沥青混合料的纳米材料迅速发展，如在量子效应、结构特点、高表面功、空间限制和表面原子的大部分中的应用。纳米材料具有一个非凡的潜力——改善沥青胶结料与混合料的性能 。据预计，这些特点可能增强或修正沥青路面的使用性能。You等人介绍了纳米粘土改性沥青可以增加剪切复合模量，降低基质沥青的应变失败率。此外，纳米粘土的加入会降低水对沥青胶结料的损害[21,22]。 2、纳米改性沥青的制备和测试 被广泛用于聚合物改性的纳米粘土可以改善混合材料的机械性能，耐热性和生物降解能力[21]。纳米粘土（NMN）的原料是蒙脱石，2：1型层状结构蒙皂石粘土矿物。图1非改性纳米粘土和NMN改性沥青胶结料的FE-SEM显微图像 这些主要由钠离子构成的层状结构具有很高的扩容压力。它容易导致在微颗粒或间层的形成中晶体的剥离和分散[23]。其NMN微观结构的图像是由Hitachi S-4700场发射扫 图2聚合物改性纳米粘土和PMN改性沥青胶结料的FE-SEM显微图像 描电子显微镜（FE-SEM）（图1）观察到的。聚合物改性的纳米粘土用作聚合物光敏剂[24]。PMN通常来自与有机阳离子交换的亲水性的纳米粘土中。通过该改性，复合材料的渗透性降低，撕裂强度和压缩强度有所提高[25]。PMN的FE-SEM显微组织图像示于图2中。显然，团聚现象同时发生在NMN和PMN中。另外，在本研究中，2种纳米粘土材料（NMN具有亲水性，PMN具有疏水性且通过聚硅氧烷的改性后具有亲油性）被应用到改性沥青中。具有体积密度分别为0.251 g/cm3和0.678 g/cm3的PMN和NMN，以高宽比为单位PMN和NMN同时具有最大尺寸为200-400[26]。以格拉德斯通密歇根项目网站中PG 58-34等级的沥青作为标准沥青，值得注意的是，为了改善沥青与聚合物的相容性，并满足低温度等级要求，标准沥青应加入丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）进行改性