老化作用下温拌胶粉改性沥青混合料疲劳性能研究

发布时间：2020-06-17 12:00

【摘要】：沥青混合料在服役期内持续老化,路用性能逐步衰减。研究沥青混合料老化作用下的疲劳性能,对于明确沥青混合料疲劳性能影响因素、预测沥青路面的疲劳寿命等均具有重要意义。目前,大量废旧轮胎造成环境“黑色污染”,橡胶粉改性沥青技术应运而生。但胶粉改性沥青黏度较大、施工温度高。沥青温拌技术可保证沥青混合料路用性能并降低施工温度,减少环境污染。将胶粉改性沥青技术与温拌技术相结合,具有重要意义。本文以四种掺入温拌剂(表面活性剂SDYK)前后的胶粉改性沥青混合料(60目热拌、60目温拌、混合目热拌、混合目温拌)为研究对象,考虑热氧老化作用,结合区域气候(温度)和荷载特点(应变水平)进行四点弯曲疲劳试验,并采用疲劳性能评价指标对老化作用下温拌胶粉改性沥青混合料的疲劳性能进行研究。首先,通过灰熵分析法,对五个影响沥青混合料疲劳性能的因素进行分析,发现试验温度对沥青混合料疲劳性能影响最大,荷载水平及老化程度次之,胶粉粒径及温拌剂对其影响较小。其次,基于老化前后沥青混合料四点弯曲疲劳试验,采用初始劲度模量S_0、疲劳寿命N_f、累积耗散能W_f及疲劳损伤因子D四个指标,进行胶粉改性沥青混合料疲劳性能及疲劳损伤分析。发现老化作用降低了四种沥青混合料的抗疲劳性能,且老化程度越严重抗疲劳性能越差;沥青混合料在疲劳荷载作用下的损伤表现为:无论老化前后,损伤第一阶段并无很大差别,但在第二阶段呈现出老化程度越严重损伤发展越快的规律,导致沥青混合料老化后抗疲劳性能下降。此外,60目胶粉使沥青混合料获得更好的抗疲劳性能,但在抗老化性能方面表现相对较弱。掺入SDYK同时提高了沥青混合料的抗疲劳及抗老化性能。最后,利用传统疲劳方程对老化前后四种沥青混合料疲劳寿命与应变的关系曲线进行拟合,得到疲劳方程,并对疲劳方程参数展开研究。发现随着老化程度的加深,沥青混合料抗疲劳性能变差,对荷载变化的敏感性增大,老化作用对沥青混合料的疲劳性能产生不利影响。60目胶粉及SDYK的掺入使沥青混合料获得更好抗疲劳性能的同时,降低了沥青混合料对荷载变化的敏感性。
【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】：2018
【分类号】：U414
【图文】：

图 2-1 不同成型温度下 WMA 空隙率Fig.2-1 VV of WMA in different compacting tempera VV=5.41%代入拟合所得方程，计算得到目标空，确定 WMA 成型温度为 150℃，对应拌和温验方案-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》点弯曲疲劳试验，试验设备采用澳大利亚 IPC动式四点弯曲小梁疲劳试验夹具。疲劳寿命的试验参数选择有如下考虑：的内部因素，由配合比设计控制。胶粉掺量为研究温拌剂的掺入对沥青混合料疲劳性能的混合料为试验对照组。

比较数列 X3(老化程度/天) 1 比较数列 X4(温度/℃) 1 比较数列 X5(荷载水平/με) 1 联度 ri计算结果见表 3-4。表 3-4 各影响因素关联度计算结果 3-4 Influence factors′degree of association calculating胶粉粒径 温拌剂 老化程度 0.6874 0.6667 0.7126 0进行排序为横轴，对应关联度 ri为纵轴，作图比较其大

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本文编号：2717575