高寒高海拔地区改性沥青材料适用性研究

发布时间：2018-05-12 21:40

  本文选题：沥青混合料 + 高寒高海拔　； 参考：《长安大学》2017年硕士论文

【摘要】：随着国家“一带一路”战略规划的进行,青海省的战略地位越来越受到国家重视。青海省大部分地区都属于高寒高海拔地区,其环境不同于内陆,温度偏低,降水频繁。因此在该地区修建道路面临很多困难,常见的损坏有裂缝,剥落,唧泥等形式,内陆地区经常出现的高温车辙损坏在该地区并不常见。此外,我国目前常规试验规范中采用的部分评价指标与路面实际性能关联性还存在一定问题,因此,积极开展沥青材料路用性能的研究,通过多指标评价路用性能具有十分重要的意义。本文以高寒高海拔地区路面沥青结合料为研究对象,通过前期实际调研与相关资料分析,选用三种低温性能较优的改性材料(SBS,橡胶粉,橡维联)进行了较为系统的试验与分析,主要研究成果有:(1)对道路低温损坏的机理及三种材料对低温改善效果进行了总结,就路面而言,在低温下因应力松驰能力不足而开裂是高寒高海拔地区主要损坏形式。(2)以克拉玛依110#A级沥青作为基质沥青,对选用的三种改性剂进行了传统指标的测试,包括三大指标,弹性恢复,黏韧性,质量损失等指标,并在此基础上初步分析了几种材料的路用性能。(3)对四种材料进行了动态剪切流变试验(DSR),主要有温度扫描、应变扫描与频率扫描,通过粘弹性数据分析了选用材料的高温能力、疲劳能力、感温性、相态结构,并构建了材料的主曲线。(4)通过弯曲蠕变试验(BBR)对材料的低温能力进行了试验,在此基础之上根据蠕变位移运用了Burgers模型,并对模型中四个黏弹性参数进行了拟合计算,根据计算结果参考综合柔量指标对其低温能力评价。(5)采用AC-13级配对四种材料进行了高温、低温、水稳定性及疲劳性能进行了路用性能试验,对其试验结果进行了对比分析。根据传统指标与SHRP指标,结合混合料试验结果对四种材料的路用性能进行了综合对比分析,发现传统指标与SHRP指标结果并不完全一致,结合料与混合料试验结果也存在一定差别。本文根据相关研究结果,对结果不一致的指标进行了理论分析,最终确定每个路用性能指标下表现最佳的材料排序。在此基础上,结合依托工程所在地实际情况,对高寒高海拔地区道路建设使用沥青做出了优选排序。
[Abstract]:With the development of Belt and Road, the strategic position of Qinghai province has been paid more and more attention. Most areas of Qinghai Province belong to alpine and high altitude area, its environment is different from inland, temperature is low, precipitation is frequent. Therefore, there are many difficulties in the construction of roads in this area, such as cracks, spalling, mud and so on. The frequent high temperature rutting damage in inland areas is not common in this area. In addition, there are still some problems in the relationship between some evaluation indexes and the actual pavement performance, so the research on the pavement performance of asphalt materials has been carried out actively. It is very important to evaluate the road performance by multiple indexes. In this paper, the asphalt binder in high, cold and high altitude area is taken as the research object. Through the previous investigation and analysis of relevant data, three kinds of modified materials, SBS, rubber powder and rubber, which have better low temperature performance, are selected for systematic test and analysis. The main research results are as follows: (1) the mechanism of road damage at low temperature and the effect of three kinds of materials on improving low temperature are summarized. As far as pavement is concerned, Cracking due to lack of stress relaxation capacity at low temperature is the main damage form in high altitude and high altitude area. Using Karamay #A asphalt as base asphalt, the traditional indexes of three modifiers are tested, including three main indexes. On the basis of the analysis of the pavement performance of several materials, the dynamic shear rheological tests were carried out on four kinds of materials, such as temperature scanning, strain scanning and frequency scanning. Through viscoelastic data, the high temperature ability, fatigue ability, temperature sensitivity, phase structure of the selected materials are analyzed, and the main curve of the material is constructed. The low temperature capability of the materials is tested by the bending creep test (BBR). On this basis, the Burgers model is used according to the creep displacement, and the four viscoelastic parameters in the model are fitted and calculated. According to the calculation results, the evaluation of its low temperature capability is evaluated according to the comprehensive compliance index. (5) four kinds of materials are matched with AC-13 grade to carry out the road performance tests at high temperature, low temperature, water stability and fatigue performance, and the test results are compared and analyzed. According to the traditional index and SHRP index, combined with the test results of mixture, the road performance of four kinds of materials is compared and analyzed. It is found that the traditional index and the SHRP index result are not completely consistent. There are also some differences between the test results of binder and mixture. In this paper, according to the related research results, the theoretical analysis of the results of inconsistent indicators is carried out, and the best material ranking under each road performance index is finally determined. On this basis, combined with the actual situation of the location of the project, the use of asphalt in the road construction in alpine and high altitude areas is selected and sorted.
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U414

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本文编号：1880259