老化作用下沥青混合料的性能变化特性研究

发布时间：2020-11-15 19:40

　　 伴随着科技的日新月异,道路是现代社会发展的动脉,老化是道路使用中无法避免且对路面寿命会产生重大影响的问题。沥青路面在服务阶段内受到很多外部环境因素的作用使沥青混合料的性能变得较差,沥青混合料抵抗这些因素的作用保持其路用性能的能力就是抗老化性。老化时时刻刻在发生,是一个漫长且复杂的过程,发生在沥青混合料的拌和、碾压和摊铺成型阶段的是短期老化,在路面成型冷却至常温并投入使用之后就开始长期老化阶段。本文就是以老化为前提对沥青混合料的性能进行试验研究分析。结合国内外试验研究和实际情况,本文选择70号基质沥青和稳定型橡胶沥青两种沥青,选用AC-20级配模拟路面的上面层和下面层,选择SMA-13级配用来模拟中面层,按照规范进行筛分、配合比设计以及计算最佳油石比,使用得出的数据进行沥青混合料试验。为使室内模拟沥青混合料老化尽可能的接近实际路面的老化状态,本文选择烘箱加热法进行短期老化试验,长期老化选择延时烘箱老化法。对沥青混合料进行不同程度的老化,短期老化选择2h、4h和8h,长期老化选择5d,将经上述条件老化后的沥青混合料与未老化时的沥青混合料的性能进行对比。评价沥青混合料的性能从两大方面入手,路用性能和力学性能。本文参考大量论文、期刊和书籍之后,路用性能从高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能四类性能进行评价。高温稳定性选择高温车辙试验方法,评价指标为动稳定度;低温抗裂性选择低温弯曲蠕变试验方法,评价指标为低温弯曲微应变;水稳定性选择浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,评价指标为马歇尔残留稳定度比和冻融劈裂强度比;疲劳性能选择四点弯曲疲劳试验,评价指标为疲劳寿命。而力学性能通过几种力学性能试验方法的适用性和优缺点对比后选择动态模量试验方法。按试验规程分别对两种沥青混合料的五种老化程度进行性能试验之后,得出以下结论:高温稳定性随老化程度的加深而提高,长期老化的增幅没有短期老化大;低温抗裂性在短期老化初期下降较快,长期老化时下降较慢,但是总体低温抗裂性随老化时间增大而降低;水稳定性也是随老化程度均有所下降,但长期老化的降幅没有短期老化大;疲劳性能随老化作用的发生,疲劳寿命急剧下降;在控制变量相同的条件下,动态模量随着沥青混合料老化程度的加深而增加,长期老化后的动态模量是最高的,且增速与短期老化相比也比较显著。因此,为了延长沥青路面的服务年限和使用寿命,应当通过控制影响沥青混合料老化作用的关键因素,尽量延缓沥青混合料的老化,以提高沥青道路的舒适度并减少路面养护成本。
【学位单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U414
【部分图文】：

山东建筑大学硕士学位论文phalt Rubber）作为新产生的改性沥青混合料，其属备形成的胶粉（如图 3.1）充当基础的改性剂，并与到基质沥青中，在 180℃以上的持续高温环境下，物理溶胀和化学反应后形成的性能稳定的新型路面有着显著的优势，进而实现了更为理想的使用寿命；因其性能有着显著的提升，因此养护开支也有着约和成本的降低。重复运用废轮胎，有着较为理想

橡胶改性沥青图 3.2 橡胶沥青制备流程图试验用到的橡胶沥青由 70 号基质沥青和橡胶改性剂混合制成，改性剂是由定剂等混合而成，依靠特定的工艺从而获得稳定的胶体结构[38]。在实际的确保橡胶粉可实现有效溶胀的基础上，需要确保橡胶粉实现对应的脱硫以实际的搅拌时间以及温度作为制备程序的重中之重。根据美国的研究工℃作为橡胶沥青最为理想的温度区间，若是期望实现理想的反应，橡胶沥要持续反应 45 min 以上[39]。结合实验室的实际情况，本次试验选用实验室的经过脱硫处理的速溶废旧轮胎橡胶粉。制备过程中，将 70 号沥青提后加入橡胶粉，180℃环境中高速剪切 60 min，随后增添稳定剂。实验室如图 3.3 所示。

AC-20 设计级配筛孔尺寸 26.5 19 16 13.2 9.5 4.74 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075规范上限 100 100 92 80 72 56 44 33 24 17 13 7规范下限 100 90 78 62 50 26 16 12 8 5 4 3设计级配 100 96.3 88.3 76.5 62.8 37.8 25.2 17.9 12.8 9.2 6.9 5.6表3.11 SMA-13设计级配表SMA-13 设计级配筛孔尺寸 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075规范上限 100 100 75 34 26 24 20 16 15 12规范下限 100 90 50 20 15 14 12 10 9 8设计级配 99.7 96.5 65.6 27.9 21.1 18.3 15.9 14.3 12.7 11.1得到级配曲线如图 3.4 和图 3.5 所示。
【参考文献】

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本文编号：2885125