基于DMA方法的橡胶沥青粘弹特性和高温性能研究

发布时间：2019-04-03 20:25

【摘要】：国内外的橡胶沥青指标体系以常规指标为主，包括布氏粘度、针（锥）入度、软化点等，这些指标对橡胶沥青性能评价局限性是众所周知的。SHRP计划对基质沥青的粘弹性能进行了系统的研究，后又对SBS改性沥青进行了相关研究，但是目前国内外对橡胶沥青的粘弹性能研究基本上处于空白。因此，本文针对橡胶沥青的高温粘弹特性及其路用性能开展研究。 首先，从橡胶沥青DSR试验的适用性着手，通过不同平行板间隙的各种橡胶沥青温度扫描，分析了不同条件下各参数的变异性，确定了平行板间距为2mm，10%应变时能够控制变异性水平在5%以内的橡胶沥青DSR试验条件。 其次，对不同橡胶粉细度、不同掺量（粘度）和不同基质沥青的橡胶沥青进行温度扫描，对其58℃~82℃时的复数模量、相位角和复数粘度等数据进行分析，探索了橡胶沥青的相态结构变化规律。计算得到车辙因子以及SBS改进车辙因子，并对其适用性进行分析，进而提出了适用于橡胶沥青的AR车辙因子。 对不同橡胶粉细度、不同掺量和不同基质沥青的橡胶沥青进行了频率扫描试验，得到60℃时不同频率下复数模量、相位角和复数粘度数据，对其储存模量、损失模量和复数粘度进行主曲线拟合，并计算得到不同橡胶沥青的位移因子和材料参数C1、C2；计算分析了橡胶沥青的Cross模型、Carreau模型和主曲线拟合ZSV，结合橡胶沥青的组成进行分析，建议Cross模型和Carreau模型ZSV作为其高温性能评价指标。 对不同粘度等级的7种橡胶沥青进行重复蠕变试验，得到60℃时不同应力下的橡胶沥青应变分布，分析了不同应力和不同粘度时橡胶沥青蠕变变形特性，计算得到重复蠕变的ZSV及粘性劲度模量G V。结合橡胶沥青粘度等级和不同基质沥青的应变规律分析，建议重复蠕变试验ZSV作为高温性能评价指标。 然后，，对橡胶沥青常规高温指标影响因素进行相关试验研究，分析其对橡胶沥青高温性能评价的适应性，并结合橡胶沥青的改性机理分析了其粘度特性。设计了4种不同粘度、3种不同矿料级配的12种橡胶沥青混合料，并进行了汉堡车辙试验，得到橡胶沥青混合料变形量、变形速率和稳定阶段斜率等混合料高温性能指标，并结合混合料的级配、油石比和橡胶沥青性能分析，推荐变形速率作为混合料高温性能评价指标，变形量和稳定阶段斜率作为参考指标。 最后对不同橡胶沥青的常规高温指标、高温流变指标的相关性进行分析，推荐了布氏粘度、AR车辙因子和Carreau模型的ZSV作为橡胶沥青高温性能评价指标，软化点、Cross模型和重复蠕变的ZSV及粘性劲度模量G V作为参考指标。基于橡胶沥青高温性能指标和混合料的高温指标相关性分析，推荐了变形速率作为橡胶沥青混合料的高温性能评价指标，变形量和稳定阶段斜率作为参考指标。
[Abstract]:The index system of rubber asphalt at home and abroad is mainly based on conventional indexes, including Brinell viscosity, needle (cone) penetration, softening point, etc. It is well known that the limitation of these indexes to the performance evaluation of rubber asphalt is well known. The Visco-elastic properties of the base asphalt are systematically studied in the SHRP plan, and then the SBS modified asphalt is studied in relation to the Visco-elastic properties of the asphalt. But at present, the research on viscoelastic properties of rubber asphalt at home and abroad is basically blank. Therefore, the viscoelastic properties of rubber asphalt at high temperature and its road performance are studied in this paper. Firstly, based on the applicability of rubber asphalt DSR test, the variability of each parameter under different conditions was analyzed through the temperature scanning of various rubber bitumen with different parallel plate clearance, and the distance between parallel plates was determined to be 2mm. The 10% strain can control the DSR test condition of rubber asphalt with variability level less than 5%. Secondly, the data of complex modulus, phase angle and complex viscosity of rubber asphalt with different particle fineness, different admixture (viscosity) and different base asphalt were analyzed by scanning temperature at 58 鈩

本文编号：2453546