基于乙烯共聚物改性的沥青混合料路用性能研究

发布时间：2017-04-14 03:05

  本文关键词：基于乙烯共聚物改性的沥青混合料路用性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：论文依托国家重点实验室开放课题《基于ECB的沥青路面综合性能改良关键技术》,针对我国高速公路沥青路面车辙与反射裂缝病害较为严重的现实,对新型高模量沥青--乙烯共聚物改性沥青(ECB,Ethylene copolymer Bitumen)及其混合料的性能进行了研究。论文对基于外掺剂MA--103制备出的ECB改性沥青及混合料进行了系统性的研究。通过SHRP指标试验确定了外掺剂的合理掺量范围；基于对ECB改性沥青混合料的各项路用性能研究,提出了ECB改性沥青混合料的适用条件；采用ABAQUS软件对设置了ECB改性沥青混合料层的道路结构进行了受力分析,并对其在一定荷载作用次数下的永久变形进行了预估。研究表明,ECB改性沥青的各项性能指标与外掺剂掺量有密切关系,随着外掺剂掺量的增大,ECB改性沥青的高温性能、水稳性能明显提高,疲劳性能出现下降,低温性能总体虽呈现下降趋势,但当外掺剂掺量控制在一定范围内时所受影响不大；ECB改性沥青混合料的各项性能与ECB改性沥青呈现出一致的规律性；沥青红外光谱分析表明外掺剂MA-103同沥青仅为物理相溶,并未与沥青发生明显化学反应产生新的官能团。论文通过ABAQUS有限元软件对ECB改性沥青混合料层位设置、力学响应和永久变形进行了分析计算,研究结果表明,ECB改性沥青混合料的最佳铺设层位为沥青路面的中层；在中面层铺设ECB改性沥青混合料的路面能有效地减少车辙现象,使路面结构所受的剪应力更加均匀,有效保护下面层和基层；上面层的层底拉应力较未铺设ECB改性沥青混合料层时会增大,所以实际运用过程中需提高上面层材料的强度。通过对低速行车环境下路面永久变形状况的分析,表明铺设ECB改性沥青混合料的路面在车辆低速行驶状况下抗永久变形能力更强,使用寿命更长。
【关键词】：ECB改性沥青 ECB改性沥青混合料 性能评价 有限元
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 1.3 主要研究内容及技术路线13-15
• 1.3.1 主要研究内容13
• 1.3.2 技术路线13-15
• 第二章 ECB改性沥青的性质研究15-39
• 2.1 试验原材料介绍15-16
• 2.1.1 沥青15
• 2.1.2 外掺剂15-16
• 2.1.3 ECB改性沥青的制备16
• 2.2 ECB改性沥青基本性能研究16-21
• 2.2.1 软化点16-17
• 2.2.2 延度17-18
• 2.2.3 针入度18-21
• 2.3 ECB改性沥青流变试验研究21-33
• 2.3.1 DSR试验21-29
• 2.3.2 BBR试验29-33
• 2.4 ECB改性沥青微观特性分析33-37
• 2.4.1 光学显微镜分析34
• 2.4.2 红外光谱分析34-37
• 2.5 本章小结37-39
• 第三章 ECB改性沥青混合料的路用性能研究39-73
• 3.1 混合料配合比设计39-44
• 3.1.1 原材料39-41
• 3.1.2 级配设计41-42
• 3.1.3 最佳沥青用量42-43
• 3.1.4 外掺剂的掺入方式43-44
• 3.2 高温性能44-51
• 3.2.1 车辙试验44-47
• 3.2.2 蠕变试验47-51
• 3.3 低温性能51-53
• 3.4 水稳定性能53-55
• 3.5 疲劳性能55-58
• 3.6 力学性能58-70
• 3.6.1 动态模量试验58-68
• 3.6.2 静态回弹模量68-70
• 3.7 ECB改性沥青混合料适用条件分析70-71
• 3.8 本章小结71-73
• 第四章 ECB改性沥青混合料路面结构永久变形分析73-91
• 4.1 沥青混合料粘弹性本构模型选择73-74
• 4.2 建立路面结构计算模型74-79
• 4.2.1 模型尺寸74-75
• 4.2.2 单元划分和边界条件75-76
• 4.2.3 荷载作用时间76
• 4.2.4 模型温度参数76-77
• 4.2.5 模型材料参数77-79
• 4.3 路面结构永久变形仿真结果分析79-89
• 4.3.1 ECB沥青混合料层的层位设置79-81
• 4.3.2 不同面层结构的永久变形分析81-88
• 4.3.3 不同车速下的永久变形分析88-89
• 4.4 本章小结89-91
• 第五章 结论与展望91-93
• 5.1 主要研究结论91-92
• 5.2 论文展望92-93
• 致谢93-95
• 参考文献95-97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩超;安丰伟;韦武举;;硬质沥青高模量混合料协调设计研究[J];公路;2015年12期

2 马高强;;面向高旧料掺量的高模量沥青混凝土性能研究[J];公路交通科技(应用技术版);2015年11期

3 尹志雨;;高模量沥青在改善长陡坡路段车辙中的应用[J];北方交通;2015年10期

4 邹晓龙;沙爱民;蒋玮;;高温多雨地区高模量沥青混合料性能研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2015年10期

5 张海伟;郝培文;梁建军;黄思杰;;高模量剂改性沥青混合料拌和压实温度研究[J];中外公路;2015年02期

6 张争奇;罗要飞;栗培龙;丁湛;;基于重复加载蠕变试验的沥青混合料高温性能研究[J];武汉理工大学学报;2014年04期

7 丁小军;柴福斌;李刚;陈波;;高模量沥青混合料在阿尔及利亚东西高速公路上的应用[J];中外公路;2009年04期

8 胡玲玲;卢辉;张肖宁;;高模量沥青混合料模量对比评价[J];公路;2009年07期

9 王立志;魏建明;张玉贞;;用弯曲梁流变仪评价道路沥青的低温性能[J];中国石油大学学报(自然科学版);2009年01期

10 樊统江;何兆益;;沥青混合料静态蠕变劲度模量与动稳定度的关系[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 王飞;高模量沥青混凝土性能评价体系研究[D];长安大学;2011年

2 杨博;基于有限元方法的沥青路面车辙影响因素分析及其应用研究[D];长安大学;2010年

3 赵锡娟;高模量沥青混凝土材料组成及路用性能研究[D];长安大学;2009年

4 邱自萍;高模量沥青混凝土路面抗车辙行为数值模拟[D];长安大学;2009年

5 羊明;沥青混合料动态模量研究[D];长沙理工大学;2007年

6 黄菲;沥青路面永久变形数值模拟及车辙预估[D];东南大学;2006年

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本文编号：305049