盐冻循环对沥青混合料性能的影响
本文关键词：盐冻循环对沥青混合料性能的影响
更多相关文章： 盐冻循环 灰熵分析 单轴动态模量 自融雪 微观分析
【摘要】：北方地区冬季处于降雪和低温的环境下,道路上会产生冰冻积雪的现象,影响了交通的安全和顺畅性。所以在降雪后常撒融雪盐清理路面,这会使道路长期处于盐冻循环的环境中,进而影响道路的内部结构。道路工作者对沥青混合料经水冻融后的力学性能做了大量研究,阐述了水冻融对沥青路面损坏的机理,也有一部分学者研究了融雪盐溶液对路面的侵蚀情况。本文结合已有的相关研究成果,以沥青混合料为研究对象,对在不同盐冻循环条件下的试件进行了冻融劈裂实验、马歇尔稳定度实验、小梁弯曲蠕变试验和单轴动态模量实验,用以研究沥青混合料试件盐冻循环前后的力学性能的变化,对比分析普通沥青混合料经盐冻循环后和自融雪沥青混合料经冻融后的高温性能变化,并运用扫描电镜对部分实验后的沥青混合料试件的表面进行观测,从微观结构的角度进一步揭示沥青混合料性能变化的机理。结果表明:(1)经盐冻循环后,沥青混合料的劈裂强度和马歇尔稳定度普遍降低,4%盐溶液环境对劈裂强度和抵抗水损害能力影响较小,随冻融循环次数增加,劈裂强度和马歇尔模数都变小,对道路结构的破坏也越大。(2)水冻融循环对沥青混合料破坏较大,小梁的柔性和低温变形能力都变差,盐溶液环境下有助于提升小梁的变形能力。(3)盐冻循环三因素对沥青混合料劈裂强度、马歇尔稳定度和小梁弯曲蠕变参数的影响程度均为:循环次数㧐冻融温度㧐盐溶液浓度。(4)动态模量随温度的增加或加载频率的降低而逐渐减小,相位角随温度和荷载频率变化所表现出的规律则比较复杂。在相同的试验温度和频率下,添加自融雪的实验组整体动态模量要高于盐冻循环组,相位角低于盐冻循环组。(5)微观结构上:经盐冻循环后,混合料表面上有盐晶体,这些晶粒会刺破沥青膜,在短期的冻融情况下,盐溶液的腐蚀性,造成了沥青结构层的碎裂和剥落。随冻融次数的进一步增加,混合料内部发生结冰和结晶现象,进一步加剧结构的破坏。试件成型时自融雪会代替部分矿粉与沥青混合料紧密结合,随着冻融次数的增加自融雪材料缓慢释放,在实验的循环次数内自融雪沥青混合料内部微观结构变化不明显。
【关键词】：盐冻循环 灰熵分析 单轴动态模量 自融雪 微观分析
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 绪论8-13
- 1.1 研究背景及意义8
- 1.2 国内外研究8-11
- 1.2.1 冻融循环对沥青混凝土的影响9-10
- 1.2.2 融雪盐对沥青混合料性能的影响10-11
- 1.2.3 沥青混合料微细观研究11
- 1.3 研究内容及技术路线11-13
- 1.3.1 研究内容11-12
- 1.3.2 技术路线12-13
- 第二章 实验前准备工作13-24
- 2.1 原材料性质13-15
- 2.1.1 沥青13
- 2.1.2 集料13-14
- 2.1.3 矿粉14-15
- 2.2 矿料级配及油石比确定15-20
- 2.2.1 混合料级配设计16-17
- 2.2.2 确定油石比17-20
- 2.3 冻融试验方案确定20-22
- 2.4 本章小结22-24
- 第三章 沥青混合料稳定性实验24-39
- 3.1 马歇尔冻融劈裂实验24-28
- 3.1.1 实验方法24-25
- 3.1.2 实验计算与结果25-26
- 3.1.3 实验结果分析26-28
- 3.2 马歇尔稳定度实验28-32
- 3.2.1 实验方法及计算28
- 3.2.2 实验结果及分析28-32
- 3.3 水稳定性的灰熵分析32-38
- 3.3.1 灰关联熵分析原理32-33
- 3.3.2 冻融劈裂实验的灰熵分析33-35
- 3.3.3 马歇尔稳定度实验的灰熵分析35-38
- 3.4 本章小节38-39
- 第四章 小梁弯曲蠕变实验39-50
- 4.1 概述39
- 4.2 实验过程及结果分析39-47
- 4.2.1 实验方法39-40
- 4.2.2 实验计算及结果40-43
- 4.2.3 实验结果分析43-47
- 4.3 小梁弯曲蠕变灰熵分析47-49
- 4.4 本章小结49-50
- 第五章 单轴动态模量实验50-62
- 5.1 概述50
- 5.2 实验过程及结果分析50-61
- 5.2.1 实验方法50-52
- 5.2.2 实验计算及结果52-55
- 5.2.3 实验结果分析55-61
- 5.3 本章小结61-62
- 第六章 微观实验62-69
- 6.1 试件的制备与观测62-63
- 6.2 图像的分析与结果63-68
- 6.3 本章小结68-69
- 结论与展望69-71
- 参考文献71-75
- 致谢75-76
- 攻读学位期间发表的学术论文76
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