稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料设计参数的研究

发布时间：2017-10-16 09:36

  本文关键词：稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料设计参数的研究

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【摘要】：我国道路交通事业目前正随着国民经济的发展快步向前,使得相当程度的沥青路面在日益加重的交通量压力下出现了不同程度的早期损坏现象,给出行安全带来隐患的同时也影响了经济的发展进程。经济快速发展也带来了大量的工业与生活垃圾,其中废旧塑料与废旧橡胶轮胎污染与回收利用问题尤为突出。本课题组就目前日渐出现的路面病害及废旧料回收处理问题,研发出稳定型废旧橡塑高分子合金沥青改性剂,并且其制备的沥青与沥青混合料具有优良的路用性能。稳定型废旧橡塑高分子合金改性技术具有很高的社会价值与路用性能,但目前缺乏对其混合料设计参数的综合研究。本文通过室内试验方法对稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青性能以及其混合料的设计参数进行研究,并且通过试验数据结合当地道路特点推荐稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料适用的路面结构与路面结构层位。首先,在针入度分级体系与SHRP PG分级体系下对稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青性能进行评定,并且与1-D型SBS改性沥青技术性能指标进行了对比分析。其次,采取室内试验,分细、中、粗粒式混合料组成结构对稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料的抗拉强度、抗剪强度、动态模量、疲劳性能进行研究分析,并且对比相同级配新型橡塑、SBS改性沥青与70#A级基质沥青混合料,分析稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料的设计参数,并且结合数据统计的方法,推荐稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料设计参数的取值范围。最后综合上述研究成果与当地实际道路特点推荐三种路面结构,通过建立模型对稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料在其中适用路面结构层位进行分析,结合实际道路损坏特点及相关规范对其适用的路面结构进行了结构验算。本文研究分析结果得出稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青具有优良的高温性能与低温性能,其高、低温性能基本相当甚至超过SBS改性沥青：稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料各项设计参数室内试验说明其有着优异的性能,稳定型废旧橡塑高分子合金改性混合料抗拉强度显著优于SBS改性沥青混合料,其抗剪强度基本与SBS改性沥青混合料相当,其动态模量表现其高温性能优异、低温性能基本相当于SBS改性沥青混合料,其也能显著的提高混合料的疲劳性能,综合各项试验结果说明稳定型废旧橡塑高分子合金改性混合料的高温性能及低温性能基本相当甚至超越相同级配条件下的SBS改性沥青混合料：通过有限元分析稳定型废旧橡塑高分子合金改性混合料在典型路面结构及路面层位组合下的力学相应,验证了其性能优势,并且通过性能验证也表明其有着广阔的应用前景。本文目的在于继续促进稳定型废旧橡塑高分子合金改性技术的完善与发展,从而充分体现其巨大的社会价值与优良的路用性能。
【关键词】：稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料 抗拉强度 抗剪强度 动态模量 疲劳性能 路面结构
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 选题背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状调查13-16
• 1.2.1 塑料改性沥青的研究13-14
• 1.2.2 橡胶改性沥青的研究14-15
• 1.2.3 SBS改性沥青的研究15-16
• 1.2.4 复合改性沥青的研究16
• 1.3、主要研究内容及技术路线16-18
• 第2章 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青及混合料设计18-31
• 2.1 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青18-24
• 2.1.1 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青制备18-19
• 2.1.2 针入度分级试验19-21
• 2.1.3 SHRP PG分级试验21-24
• 2.2 沥青混合料设计24-29
• 2.2.1 集料的技术性质24-26
• 2.2.2 纤维稳定剂26
• 2.2.3 沥青混合料级配及油量设计26-29
• 2.3 本章小结29-31
• 第3章 抗拉强度研究31-38
• 3.1 抗拉强度试验方案31
• 3.2 试验结果与分析31-35
• 3.3 抗拉强度取值范围推荐35-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第4章 抗剪强度研究38-45
• 4.1 抗剪强度试验方案38-39
• 4.2 试验结果与分析39-43
• 4.2.1 AC-13型混合料39-40
• 4.2.2 SMA-13型混合料40-41
• 4.2.3 AC-20型混合料41-42
• 4.2.4 AC-25型混合料42-43
• 4.3 抗剪强度取值范围推荐43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第5章 动态模量研究45-72
• 5.1 动态模量试验方案45-46
• 5.2 试验结果与分析46-67
• 5.2.1 AC-13型混合料动态模量及主曲线47-55
• 5.2.2 SMA-13型混合料动态模量及主曲线55-58
• 5.2.3 AC-20型混合料动态模量及主曲线58-62
• 5.2.4 AC-25型混合料动态模量及主曲线62-67
• 5.3 动态模量取值范围推荐67
• 5.4 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料动态模量预估67-70
• 5.5 本章小结70-72
• 第6章 疲劳性能研究72-77
• 6.1 疲劳性能试验方案72-73
• 6.2 试验结果与分析73-76
• 6.3 疲劳性能取值范围推荐76
• 6.4 本章小结76-77
• 第7章 稳定型废旧橡塑高分子合金改性沥青混合料路面结构研究77-93
• 7.1 路面设计方法77
• 7.2 推荐道路路面结构77-78
• 7.3 建立有限元模型78-80
• 7.3.1 荷载与边界条件78-79
• 7.3.2 沥青路面结构计算参数79-80
• 7.4 基于有限元模型的力学分析80-85
• 7.4.1 半刚性基层沥青路面结构力学分析80-82
• 7.4.2 柔性基层沥青路面结构力学分析82-83
• 7.4.3 复合式基层沥青路面结构力学分析83-85
• 7.5 推荐沥青路面结构验算85-92
• 7.5.1 沥青层疲劳85-87
• 7.5.2 无机结合料稳定层疲劳87-88
• 7.5.3 沥青层永久变形88-90
• 7.5.4 路基永久变形90-91
• 7.5.5 沥青面层低温开裂91-92
• 7.6 本章小结92-93
• 第8章 结论与展望93-95
• 8.1 主要结论93-94
• 8.2 有待继续研究的问题94-95
• 参考文献95-97
• 后记97
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况97

【参考文献】

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本文编号：1041939