高黏改性型透水沥青混合料路用性能及声发射特性研究

发布时间：2020-06-04 17:40

【摘要】：随着我国海绵城市建设进程的不断推进,功能性路面的研究也成为了道路建设行业的热点问题。普通密级配沥青混合料路面受限于自身结构空隙不足,排水能力薄弱,无法及时将路面积水排出,对行车的舒适性与安全性带来不利影响,透水沥青路面的提出能够较大程度缓解这一现状,一方面保证车辆行驶的安全性,另一方面,及时补充地下水,缓解城市热岛效应,值得进一步推广应用。由于透水沥青混合料空隙较大,若沥青与集料的粘结性不足将使得透水沥青路面出现大量的早期病害,无法满足道路的使用要求,因此,对于高黏沥青的研究就显得尤为重要。同时,声发射技术作为一种动态无损检测手段,能够收集材料在破坏过程中内部结构发出的声发射信号,通过对声发射参数特性进行分析,从而实现材料内部破坏状态的预测。目前,声发射技术在各个生产领域都有了广泛的应用,但将其应用于沥青混合料中的研究却鲜有涉及,因此,对沥青混合料的声发射参数特性进行分析具有重要的指导意义。本文依托吉林省科技厅重点科技研发项目“严寒地区生态绿色透水路面材料研究与应用”对透水沥青路面的面层材料进行研究,分析不同改性剂对沥青胶浆的增粘效果,并在此基础上进行路用性能试验,讨论不同改性剂对透水沥青混合料各项路用性能的改善情况,最后,基于声发射检测技术对透水沥青混合料在压缩试验和劈裂试验过程中的声发射特性进行研究,具体开展的工作如下:(1)选取8%~12%的橡胶粉掺量水平和6%~10%的TPS增粘剂掺量水平,分别掺入SBS改性沥青当中,分析SBS改性沥青的针入度、软化点、延度、弹性恢复和60℃动力粘度随不同掺量外加剂的变化规律,在此基础上确定橡胶粉和TPS增粘剂的最佳掺量。(2)成型透水沥青混合料试件,并通过析漏试验和飞散试验综合确定每种透水沥青混合料的最佳油石比,在此基础上进行透水沥青混合料的路用性能试验,讨论橡胶粉和TPS增粘剂的掺入对透水沥青混合料各项路用性能的改善效果,并基于自主研制的透水系数测定仪讨论空隙率和连通空隙率与透水系数之间的相关性。结果表明,橡胶粉和TPS增粘剂的掺入能够综合改善透水沥青混合料的各项路用性能,但TPS增粘剂对透水沥青混合料各项性能的改善程度均优于橡胶粉,透水沥青混合料的空隙率和连通空隙率与透水系数之间具有显著的线性相关性。(3)分别在20℃、40℃和60℃温度条件下进行透水沥青混合料的单轴压缩试验,基于声发射技术讨论透水沥青混合料在压缩过程中声发射参数随温度的变化规律;分别在-10℃和25℃温度条件下进行透水沥青混合料的劈裂试验,基于声发射技术讨论沥青混合料在不同温度下声发射参数随荷载的变化规律,并对声发射技术应用于透水沥青混合料的可行性进行讨论。结果表明,在劈裂和压缩过程中,透水沥青混合料的能量曲线与荷载曲线具有较好的一致性,验证了声发射技术应用于透水沥青混合料中的可行性。
【图文】：

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输行业的迅猛发展，公路建成里程数不断刷，同时也为国家社会经济的发展做出了巨大在城市基础设施建设中扮演着重要角色，沥捷性成为了城市道路中最常用的路面类型。的沥青混合料，空隙率较小，但适逢降雨季一方面，大量的雨水只能通过排水设施排出应；另一方面，，若降雨量较大，雨水无法及的安全性和舒适性大打折扣[1-3]。基于此现状提出了满足道路使用性能前提下的透水沥青不同的透水沥青路面结构类型。下雨天，透市地下水，缓解城市热岛效应，符合我国提了雨天行车的安全舒适性。

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图 2.1 废旧橡胶粉长春铭扬宏达化工有限公司的 40 目橡胶粉，如术指标如表 2.2 所示。表 2.2 橡胶粉的物理化学技术指标单位实测值 g/cm31.18 % 0.038 % 0.32 % 0.43 % 4.5 % 16.7 % 53.9
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414

【参考文献】