预拌—增强环保型沥青混合料性能及施工工艺研究

发布时间：2017-10-28 13:14

  本文关键词：预拌—增强环保型沥青混合料性能及施工工艺研究

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【摘要】：改性沥青和温拌剂等材料在我国高等级公路建筑中的应用,并没有有效解决路面性能与成本之间的矛盾,亟需发现一种新材料或新工艺缓解推广应用中遇到的技术瓶颈。本文在天然沥青微观改性机理研究的基础上提出了“预拌-增强”的拌合工艺,即先用软质沥青对矿料在较低温度下初次拌合,减少排放并保证混合料施工拌合的和易性,再用硬质天然沥青对混合料二次拌合,以增强其混合料性能。本文对预拌-增强环保型混合料的组成设计方法、路用性能、制备工艺、施工质量控制、经济和环保效益等方面展开研究。研究内容如下:首先,调查硬质天然沥青在国内外道路建设中的应用状况及性能特点,分析天然沥青的化学元素和矿物成分构成,并借助荧光显微镜、红外光谱等微观技术手段研究天然沥青复合胶结料的性能改善机理,研究与分析表明天然沥青含有较多的O、N、P和杂原子,能够改善复合胶结料的抗氧化和抗剥落性能,进而证明软质沥青初拌、天然沥青二次拌合增强技术是可行的。其次,分析天然沥青与软质沥青的配伍性,结果表明:适量的天然沥青与软质沥青掺配后,复合胶结料的高温和老化性能均有所提高;天然沥青掺量越大,复合胶结料的性能提高越明显,但低温性能却变差;综合考虑各个性能指标,给出起“增强”功能的天然沥青的适宜掺量。然后,试验研究预拌-增强环保型沥青混合料路用性能,试验结果表明,“预拌-增强”拌合工艺不仅能够降低拌合温度30℃以上,而且能够改善预拌-增强型沥青混合料的路用性能;适宜掺量的预拌-增强型沥青混合料的路用性能与SBS改性沥青混合料的性能相当。分析预拌-增强环保型沥青混合料的制备工艺发现,拌合和施工过程对环保沥青混合料的影响较大。为了保证施工质量,确保预拌-增强环保型沥青混合料路用性能充分发挥,必须严格控制拌合、施工过程中的拌合时间及温度。最后,对比研究环保型、温拌、热拌沥青混合料性能,分析预拌-增强环保型沥青混合料的社会经济效益,结果表明,施工过程中环保型沥青混合料具有的能耗低、有害气体排放少、建设成本低等优势。预拌-增强环保型沥青优势显著,具有良好的推广价值。预拌-增强环保型沥青混合料制备和施工工艺简单,性能优良,经济与环保效益显著,符合我国公路交通可持续发展的目的,其推广应用前景广阔。
【关键词】：环保型沥青混合料 预拌-增强 天然沥青 软质沥青 制备工艺 节能减排
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 研究内容及技术路线15-18
• 1.3.1 主要研究内容15-16
• 1.3.2 研究技术路线16-18
• 第二章 天然沥青化学组成及改性机理18-31
• 2.1 天然沥青化学组成18-24
• 2.1.1 天然沥青主要组成元素分析18
• 2.1.2 沥青组分分析18-19
• 2.1.3 天然沥青矿物组成分析19-24
• 2.2 天然沥青改性机理研究24-30
• 2.2.1 天然改性沥青微观分散性分析24-25
• 2.2.2 天然改性沥青红外光谱分析25-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 天然沥青改性配伍性研究31-59
• 3.1 试验材料和评价方法31-34
• 3.1.1 试验材料31-34
• 3.1.2 评价方法及指标34
• 3.2 软硬复合胶结料制备工艺正交优化设计34-41
• 3.2.1 试验指标及因素水平选取34-35
• 3.2.2 正交试验结果分析35-41
• 3.3 软硬复合胶结料性能试验结果和分析41-57
• 3.3.1 温度敏感性能42-45
• 3.3.2 高温性能45-51
• 3.3.3 低温性能51-55
• 3.3.4 老化性能55-57
• 3.4 本章小结57-59
• 第四章 预拌-增强环保型沥青混合料路用性能评价59-89
• 4.1 试验方案及材料59-63
• 4.1.1 试验方案59
• 4.1.2 试验材料59-61
• 4.1.3 预拌-增强环保型混合料拌合工艺61-63
• 4.2 级配和最佳油石比的确定63-70
• 4.2.1 AC-13矿料级配设计63-66
• 4.2.2 SMA-13矿料级配设计66-68
• 4.2.3 Superpave-13矿料级配设计68-70
• 4.3 路用性能试验结果分析70-88
• 4.3.1 沥青混合料马歇尔试验70-72
• 4.3.2 沥青混合料高温车辙试验72-80
• 4.3.3 沥青混合料水稳性试验80-84
• 4.3.4 基于纤维的混合料抗裂性能评价84-87
• 4.3.5 沥青混合料疲劳性能研究87-88
• 4.4 本章小结88-89
• 第五章 预拌-增强环保型路面施工工艺89-102
• 5.1 材料的选择89-92
• 5.2 混合料级配设计92-93
• 5.3 环保型沥青混合料的制备工艺93-99
• 5.3.1 制备工艺影响因素分析93-96
• 5.3.2 制备工艺灰色关联分析96-99
• 5.4 混合料施工工艺99-101
• 5.4.1 混合料运输99
• 5.4.2 混合料摊铺99
• 5.4.3 路面压实成型99-100
• 5.4.4 施工接缝处理100
• 5.4.5 混合料质量检查100-101
• 5.4.6 养护101
• 5.5 本章小结101-102
• 第六章 预拌-增强环保型沥青混合料效益及前景分析102-112
• 6.1 环保分析102-109
• 6.1.1 节能分析102-106
• 6.1.2 减排分析106-109
• 6.2 成本分析109-110
• 6.3 成本-效益分析110-111
• 6.4 应用前景分析111
• 6.5 本章小结111-112
• 结论与建议112-114
• 主要结论112-113
• 建议113-114
• 参考文献114-119
• 攻读学位期间取得的研究成果119-120
• 致谢120

【参考文献】

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本文编号：1108377