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煤直接液化残渣(Direct Coal Liquefaction Residue,DCLR)作为煤清洁利用过程中副产品,具备开发为道路用石油沥青改性剂的可能性。根据DCLR的材料特性,对DCLR采取了相应的预处理手段,确定利用DCLR中的四氢呋喃可溶物(Tetrahydrofuran Soluble,THFS)对沥青进行改性。首先,本文研究了THFS改性沥青的制备工艺并对其性能进行评价与表征。基于正交试验和灰关联分析法,确定THFS改性沥青的最佳制备工艺为剪切温度150oC,剪切时间为45min,剪切速率为4000 r/min。通过性能评价,发现THFS可提高沥青的高温性能,降低其低温性能,推荐THFS掺量为6%。通过组分分析、元素分析、凝胶渗透色谱和红外光谱等对THFS改性沥青的微观结构进行表征,发现随着THFS掺量的增加,改性沥青的分子量和胶体不稳定系数Ic越来越大,但其元素组成没有明显变化,也没有新官能团的产生,说明THFS对沥青的改性属于物理改性。其次,本文对THFS改性沥青的流变特性进行了研究。通过温度扫描和频率扫描试验,并结合CAM模型,发现THFS掺量越高,改性沥青的高温性能不断增强,低温性能和疲劳性能不断下降,改性沥青的适用范围越来越窄。当THFS掺量控制在6%之内,改性沥青可用于沥青路面的中、下面层(抗车辙结构层)。第三,采用多指标共同评价THFS改性沥青的感温性能,结果表明THFS的加入可改善沥青的感温性能。同时,本文还发现随THFS掺量的增加,改性沥青的残留针入度比(Residual Penetration Ratio,RPR)、残留延度(Residual Ductility,RD)不断减小,软化点增量(Softening Point Increment,SPI)、残留黏度比(Residual Viscosity Ratio,RVR)不断增大。基于老化动力学和THFS改性沥青的微观结构,发现THFS改性沥青的老化过程属于一级老化反应,建立了以软化点为参数的一级老化动力学方程。随THFS掺量的增加,改性沥青的老化反应速率k不断增大,反应活化能Ea不断减少,胶体不稳定系数Ic以及老化前、后羰基峰面积比值不断增大,说明THFS改性沥青的抗老化性能不断变差。最后,本文利用马来酸二辛酯(Dioctyl Maleate,DOM)对THFS改性沥青的低温性能进行改善,发现DOM可以改善沥青的低温、疲劳、感温和抗老化性能,但会损伤其高温性能。综合THFS改性沥青的各项性能,确定最佳复配方案为6%THFS+1%DOM。同时,通过经济和环境效益分析表明,THFS复合改性沥青不仅具有明显的经济优势,而且可以减少原油消耗、降低温室气体排放,经济社会效益显著。