复合增强剂改性沥青混合料路用性能及其作用机理研究

发布时间：2020-08-11 11:06

【摘要】：高温车辙以及低温温缩裂缝作为沥青路面的主要病害,不仅会降低沥青路面的使用功能和服务寿命,同时也严重影响着行车质量,危及行车安全。但一直以来研究人员都没有实现消除这两种病害的目标,只能一定程度上降低两者的负面影响。本文借鉴目前聚合物以及纤维在沥青及沥青混合料改性方面的成功应用,考虑结合两者各自的优势,将两者混合后作为一种复合材料并以干拌的形式直接掺入沥青混合料中,以期同时提高沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性等路用性能。本文首先通过高温车辙、低温弯曲及冻融劈裂等试验,测定了不同掺量下复合增强剂对沥青混合料路用性能的改善效果,然后通过三大指标、布氏黏度、DSR、BBR等结合料相关试验研究其对沥青性能的影响,通过改变矿料粒径、制备方法等因素以研究其对沥青混合料的影响及其规律,并进行了沥青混合料的单轴贯入试验以及剪切试验以验证复合增强剂的改性规律,以此研究复合增强剂对沥青及沥青混合料的作用机理。此外,通过统计国内各地区的气候条件并借鉴沥青的PG分级概念,对目前沥青路面使用性能气候分区进行了进一步的划分,并对各区沥青路面沥青混合料高低温性能技术要求进行了相应的调整,以此得到不同气候条件地区复合增强剂沥青混合料的适宜掺量。通过一系列的室内试验,得到以下结论:(1)复合增强剂对沥青混合料的高低温性能以及水稳定性均有显著的改善效果,掺量为0.6%时,其各项性能已能满足大部分地区的实际要求;(2)复合增强剂的掺入会降低沥青的感温性能,且随掺量的增大而进一步降低;(3)复合增强剂能显著提高沥青的黏度以及高温抗变形能力,但是会对沥青的低温抗裂性能有一定的负面影响;(4)复合增强剂在AC-16型沥青混合料中性能表现最佳,具体为:AC-16AC-13AC-20;(5)复合增强剂在SMA中亦有较好的性能表现,说明其能在沥青混合料中起到常规SMA中改性沥青的作用;(6)复合增强剂以干拌法掺入沥青混合料后,并没有全部针对沥青发挥改性作用,仍有一部分以颗粒形式存在于混合料内部中起加筋、填充等作用对矿料产生作用;(7)复合增强剂掺入后,对沥青混合料的抗剪强度以及贯入强度有显著提升,验证了其对高温性能的改善效果;(8)当前沥青路面性能气候分区可借鉴SHRP研究计划中的沥青PG等级的概念进行进一步的划分;(9)当前规范给出的各气候分区相应的高低温性能要求较低,在其基础上乘以一定系数更为合理,其中动稳定度对应的系数为2,低温弯曲破坏应变的系数为1.1。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414
【图文】：

第二章 试验材料与试验方法第二章 试验材料及试验方法材料增强剂用的材料名为复合增强剂，一为种新型沥青路面添加材料，由纤维以及其他辅助成分组成。其中高分子聚合物包括聚乙烯、种回收、废旧塑料制品，塑料制品经过清洁、粉碎等工序后，纤维、反应剂等混合、挤压成型。复合增强剂主要呈褐色颗粒辙剂、SBS 外加剂等相比较为松散，部分呈粉末状，其外观如以及主要技术指标如表 2.1 及表 2.2 所示。

19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.0 5.0 12.0 11.0 11.0 20.0 11.0 7.5 6.5 5.0 2.5 3. 5.0 14.0 11.0 22.0 14.0 9.5 7.0 5.0 3.0 3. 5.0 18.5 23.5 16.0 10.5 7.5 5.5 3.5 4. 5.0 32.5 35.5 6.5 1.5.0 3.0 3.0 1.0 2.沥青结合料的实验仪器及方法文关于沥青结合料所进行的试验有针入度、延度、软化点、布氏黏度、D变、BBR 低温弯曲流变等。各项试验具体参数及所使用仪器规格如下：1） 延度试验度试验所采用的试验设备为无锡市石油仪器设备有限公司产品LYY-10A带显示屏沥青延度测定仪，最大测量长度为 150cm，测量精度为 1mm，系统（精度为 0.1℃）、速控系统，试验中拉伸速率为 5cm/min。所用试模，试模尺寸参数为规范要求，如图 2.2 所示。本文对 15℃、10℃和 5及改性沥青进行了延度拉伸试验，同一样品，每次平行试验不小于 3 个

图 2.3 针入度测定仪（左）和盛样皿（右）） 软化点试验点试验所采用的设备为 WSY-025E 沥青软化点测定仪。测量范围为+为 0.1℃，加热速度为 5.0±0.5℃/min。仪器配备的的试环、支架、钢图 2.4 所示。试验液体介质为蒸馏水，文章采用环球法，根据规范 T掺量增塑剂改性沥青的软化点。

【参考文献】

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本文编号：2788988