盐冻条件下沥青砂浆的力学性能研究

发布时间：2020-01-27 02:46

【摘要】：在寒冷地区，冬季路面极易出现积雪结冰现象。为了及时除掉路面积雪，保证行车安全，常使用除冰盐对路面进行融雪除冰。诸多学者的研究发现，除冰盐的使用会对路面材料，即沥青混合料产生侵蚀，但其具体的作用机理和作用方式，以及主要的影响因素都没有明确的结论。沥青砂浆作为沥青混凝土路面材料的重要组成部分，在沥青混凝土的黏弹性方面发挥了极其重要的作用。本文以沥青砂浆为研究对象，对经历不同盐冻循环的沥青砂浆试件分别进行了300kPa,500kPa和700kPa作用下的单轴压缩蠕变试验。利用Origin和1stopt软件对所得到的时间应变曲线进行非线性拟合，得到沥青砂浆的Burgers模型参数，从而对其力学指标进行分析比较。为了进一步研究其微观结构上的变化，采用扫描电镜对冻融后的沥青砂浆试件的表面进行观测。为了进一步分析盐冻各因素对沥青砂浆性能影响的程度，采用灰熵分析的方法对沥青砂浆试件重新进行分组试验：冻融循环次数采用3次、8次、15次和25次；应力水平分别采用了300kPa、500kPa、700kPa和900kPa；盐溶液浓度采用0%、2%、4%和6%；油砂比采用了8%、9%、10%和11%；沥青类型采用SBS改性沥青、废胶粉改性沥青和基质沥青。然后对冻融后应力水平分别采用了300kPa、500kPa、700kPa和900kPa进行单轴压缩蠕变试验。为了进一步验证试验数据的准确性，本文利用ABAQUS有限元分析软件对单轴压缩蠕变试验时行了分析，得到了与试验数据相近的结果，验证了试验的准备性和合理性。实验结果表明：①冻融循环次数对其盐冻后沥青在砂浆的性能影响最大，经历的冻融循环次数越多，，沥青砂浆抵抗轴向变形的能力越差，即抗压强度随冻融循环次数的增加而不断降低，沥青与骨料的接触界面的损坏程度也越严重；承载力极限值范围内的轴向压力作用对其的性能影响次之；除冰盐浓度的影响作用最小。②盐冻循环对于基质沥青砂浆的破坏作用最大，其次是废胶粉改性沥青砂浆和SBS改性沥青砂浆；沥青砂浆的油砂比越大，盐冻循环对其的破坏作用也越明显。③对电镜扫描图片的分析发现：当盐度和荷载一定的情况下，随着冻融循环次数的增加，沥青与骨料之间的粘结性变差，接触面的裂缝变大且数量明显增加，骨料的整体性变差，变成粉末状，结构变得更加疏松。
【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】：2014
【分类号】：U414

【参考文献】