油页岩废渣与SBS复合改性沥青混合料的路用性能分析及预测
发布时间：2021-08-26 16:16
国内公路交通量不断上升,面对严峻的路面使用情况和复杂气候,我国沥青混合料路面产生了各种路用问题,如车辙、拥包、裂缝等问题。常用的SBS改性剂逐渐不能满足现阶段的路用要求,随着复合改性沥青的研究发展,本文研究掺入油页岩废渣,与SBS改性剂组成一种复合改性沥青材料,试验其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等路用性能。然后,建立该复合改性沥青混合料的动稳定度灰色预测模型以及建立低温弯曲强度的BP神经网络。本文主要过程及结果如下:1.通过SPSS软件,设定油页岩废渣掺量（0%、3%、6%、9%）、SBS掺量（4%、5%、6%、7%）、剪切温度（135℃、145℃、155℃、165℃）的三因素四水平的正交试验设计。在使用直接掺拌法的基础上,评价三因素的交互关系,确定出的油页岩废渣/SBS复合改性沥青的最佳制备工艺为:油页岩废渣掺量6%。SBS掺量为6%,剪切温度145℃。2.设计AC-13（S1、S2、S3）以及AC-16（S1、S2、S3）一共六种级配,进行车辙试验、低温弯曲试验、粘结强度试验、冻融劈裂试验等试验,对比分析油页岩废渣/SBS复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明:油页岩废渣的...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
008-2019年全国公路总里程
绪论2大型载客汽车的总客位数占营业性载客汽车比重的66.6%，达1334.35万客位，与2018年相比增加了1.5%；其平均吨位数达到12.5吨，同年增长3吨；总旅客周转量为8857.08亿人次/公里，总营业性客运量为130.12亿人次，营业性货运量为343.55吨，货物周转量59636.39亿吨/公里，与上年相比，变化幅度分别为4.6%-、4.8%-、4.2%、0.4%。虽然客运量有所下降，但是物流产业的进步与发展不仅增加了交通道路的运输压力，还提高了对公路安全、稳定舒适与经济性等使用要求。根据图1.2的数据显示，在今年我国在交通固定资产投资方面的完成量为32451亿元，与上年相比增加了3.1%，其中公路建设投资金额为21895亿元、高速公路建设金额为11504亿元、国省建设金额为4924亿元、农村公路建设金额达到4663亿元，其增幅分别为、、、6.5%-10.3%-15.4%2.6%[1]。从上述数据可以得知，国家提高交通固定资产投资必定意味着更大规模的沥青路面的投入使用，因此有必要提高的路面性能要求。图1.22019交通固定资产投资（来自于公众号：中国交通运输统计）如今，沥青路面的使用依旧存在问题，主要表现在以下方面：沥青路面的使用持久度相对较低，且路面结构的短期老化阶段受到外界环境条件侵害问题比较严重。举例来说，我国西北地区由于深处内陆气候条件不佳，沥青混合料路面在投入使用后受到高寒气候的影响，容易出现开裂变形以及留痕的情况。同时，坑槽的出现和防滑性能下降会导致更严重的交通安全问题，在情况严重的地区可能还会面临路面重建的问题[2]。这样不仅造成公共资源的浪费，还使当地政府部门
绪论3承担较重的财政压力。因此，相关专业人士应着重改善并解决沥青路面的路用性能问题，提高沥青路面的交通经济效益。通过前段时间的项目研究，本团队在使用油页岩废渣材料开展道路基础层位的研究设计中发现，在高温条件下进行油页岩提炼的过程中，其生成的废渣颗粒对沥青混合料的低温抗裂性与高温稳定性有一定影响。现阶段我国的油页岩资源已知的储量达到329.89亿吨，位于世界第四，前三名分别为美国、巴西、爱沙尼亚。我国的油页岩沥青资源主要广泛分布于东北与中南地域，其中又以吉林省沥青储量最大，占全国52.83%，高达174.27亿吨[3]。油页岩废渣的沥青产量必定会随着我国油页岩资源的开采而大量地增加，我国在提高油页岩废渣提炼沥青技术的效率的同时，也保证了油页岩材料在道路工程上的经济性和节能特征。图1.3沥青路面开裂问题（来自于百度图库）外部因素与内部因素是影响沥青混合料的各种性能的两大因素。其中外部即环境气候条件（如气温、太阳辐射量等）与交通承载（如行车荷载和交通量），内部因素是混合料质量的影响因素，其中包括混合料空隙率与级配等。两大因素共同影响于沥青路面，从而对路面性能产生交互作用。最近几年的路面设计的发展趋势表明，在路面结构测算软件广泛应用与组合模式化的背景之下，其研究重点已向新型路用材料设计而转移[4-6]。在沥青混合料的复杂性与多重因素的耦合作用的共同影响之下，可以采用灰关联法，通过考虑多种因素的影响去了解油页岩废渣与混合料性能的相关联系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用SHRP指标评价春风塔河改性沥青技术性能[J]. 李宏亮,马莲霞,徐鹏,张华,张楠. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2020(06)
[2]不同工艺制备的沥青性能研究[J]. 郭皎河,吴晓颖,傅丽,张建峰,宁爱民. 中国胶粘剂. 2020(05)
[3]PU/SBR复合改性沥青及混合料性能研究[J]. 张洁. 新型建筑材料. 2020(05)
[4]SBS改性沥青高温路用性能分析[J]. 郭永胜. 交通世界. 2020(15)
[5]盐冻融循环条件下复合纤维改性沥青混合料耐久性能研究[J]. 张航,凌天清,王学武. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2020(09)
[6]TLA/SBR复合改性沥青性能试验研究[J]. 任钰芳,陈景豪,颜可珍,宋小金. 公路工程. 2020(02)
[7]基于遗传神经网络的再生沥青混合料性能预测研究[J]. 沈楸,肖鹏,顾万,张晨. 公路工程. 2020(02)
[8]交联复合碳纤维增强沥青导电性能研究[J]. 张向科,贾晓东. 公路. 2020(04)
[9]基于流变的复合增强剂改性沥青高低温性能影响[J]. 马峰,李晨,傅珍,代佳胜,王蒙蒙,张昭区. 公路. 2020(04)
[10]基于BIM技术的智慧工地在公路工程项目中的应用[J]. 欧红亮,吴恩明. 中国水运(下半月). 2020(04)
博士论文
[1]油页岩废渣用于透水沥青路面路用性能及透水功能评价研究[D]. 陈星.吉林大学 2019
[2]沥青稳定碎石技术特性研究[D]. 魏建国.长安大学 2008
硕士论文
[1]基于BIM的桥梁健康监测云平台系统设计与实现[D]. 王长祺.长安大学 2019
[2]活性硅/SBS复合改性沥青混合料疲劳性能室内试验研究[D]. 冯慧敏.东北林业大学 2019
[3]基于BP神经网络的彩色胶结料开发及混合料性能[D]. 顾韬.重庆交通大学 2019
[4]轻组分预补填料对沥青胶浆低温性能影响效应分析[D]. 马壮.吉林大学 2017
[5]基于灰熵关联法与BP神经网络的SBS改性沥青混凝土紫外老化路用性能研究[D]. 白怀星.西安建筑科技大学 2014
[6]纤维沥青混凝土路面研究[D]. 陈华鑫.长安大学 2002
本文编号：3364559
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
008-2019年全国公路总里程
绪论2大型载客汽车的总客位数占营业性载客汽车比重的66.6%，达1334.35万客位，与2018年相比增加了1.5%；其平均吨位数达到12.5吨，同年增长3吨；总旅客周转量为8857.08亿人次/公里，总营业性客运量为130.12亿人次，营业性货运量为343.55吨，货物周转量59636.39亿吨/公里，与上年相比，变化幅度分别为4.6%-、4.8%-、4.2%、0.4%。虽然客运量有所下降，但是物流产业的进步与发展不仅增加了交通道路的运输压力，还提高了对公路安全、稳定舒适与经济性等使用要求。根据图1.2的数据显示，在今年我国在交通固定资产投资方面的完成量为32451亿元，与上年相比增加了3.1%，其中公路建设投资金额为21895亿元、高速公路建设金额为11504亿元、国省建设金额为4924亿元、农村公路建设金额达到4663亿元，其增幅分别为、、、6.5%-10.3%-15.4%2.6%[1]。从上述数据可以得知，国家提高交通固定资产投资必定意味着更大规模的沥青路面的投入使用，因此有必要提高的路面性能要求。图1.22019交通固定资产投资（来自于公众号：中国交通运输统计）如今，沥青路面的使用依旧存在问题，主要表现在以下方面：沥青路面的使用持久度相对较低，且路面结构的短期老化阶段受到外界环境条件侵害问题比较严重。举例来说，我国西北地区由于深处内陆气候条件不佳，沥青混合料路面在投入使用后受到高寒气候的影响，容易出现开裂变形以及留痕的情况。同时，坑槽的出现和防滑性能下降会导致更严重的交通安全问题，在情况严重的地区可能还会面临路面重建的问题[2]。这样不仅造成公共资源的浪费，还使当地政府部门
绪论3承担较重的财政压力。因此，相关专业人士应着重改善并解决沥青路面的路用性能问题，提高沥青路面的交通经济效益。通过前段时间的项目研究，本团队在使用油页岩废渣材料开展道路基础层位的研究设计中发现，在高温条件下进行油页岩提炼的过程中，其生成的废渣颗粒对沥青混合料的低温抗裂性与高温稳定性有一定影响。现阶段我国的油页岩资源已知的储量达到329.89亿吨，位于世界第四，前三名分别为美国、巴西、爱沙尼亚。我国的油页岩沥青资源主要广泛分布于东北与中南地域，其中又以吉林省沥青储量最大，占全国52.83%，高达174.27亿吨[3]。油页岩废渣的沥青产量必定会随着我国油页岩资源的开采而大量地增加，我国在提高油页岩废渣提炼沥青技术的效率的同时，也保证了油页岩材料在道路工程上的经济性和节能特征。图1.3沥青路面开裂问题（来自于百度图库）外部因素与内部因素是影响沥青混合料的各种性能的两大因素。其中外部即环境气候条件（如气温、太阳辐射量等）与交通承载（如行车荷载和交通量），内部因素是混合料质量的影响因素，其中包括混合料空隙率与级配等。两大因素共同影响于沥青路面，从而对路面性能产生交互作用。最近几年的路面设计的发展趋势表明，在路面结构测算软件广泛应用与组合模式化的背景之下，其研究重点已向新型路用材料设计而转移[4-6]。在沥青混合料的复杂性与多重因素的耦合作用的共同影响之下，可以采用灰关联法，通过考虑多种因素的影响去了解油页岩废渣与混合料性能的相关联系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用SHRP指标评价春风塔河改性沥青技术性能[J]. 李宏亮,马莲霞,徐鹏,张华,张楠. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2020(06)
[2]不同工艺制备的沥青性能研究[J]. 郭皎河,吴晓颖,傅丽,张建峰,宁爱民. 中国胶粘剂. 2020(05)
[3]PU/SBR复合改性沥青及混合料性能研究[J]. 张洁. 新型建筑材料. 2020(05)
[4]SBS改性沥青高温路用性能分析[J]. 郭永胜. 交通世界. 2020(15)
[5]盐冻融循环条件下复合纤维改性沥青混合料耐久性能研究[J]. 张航,凌天清,王学武. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2020(09)
[6]TLA/SBR复合改性沥青性能试验研究[J]. 任钰芳,陈景豪,颜可珍,宋小金. 公路工程. 2020(02)
[7]基于遗传神经网络的再生沥青混合料性能预测研究[J]. 沈楸,肖鹏,顾万,张晨. 公路工程. 2020(02)
[8]交联复合碳纤维增强沥青导电性能研究[J]. 张向科,贾晓东. 公路. 2020(04)
[9]基于流变的复合增强剂改性沥青高低温性能影响[J]. 马峰,李晨,傅珍,代佳胜,王蒙蒙,张昭区. 公路. 2020(04)
[10]基于BIM技术的智慧工地在公路工程项目中的应用[J]. 欧红亮,吴恩明. 中国水运(下半月). 2020(04)
博士论文
[1]油页岩废渣用于透水沥青路面路用性能及透水功能评价研究[D]. 陈星.吉林大学 2019
[2]沥青稳定碎石技术特性研究[D]. 魏建国.长安大学 2008
硕士论文
[1]基于BIM的桥梁健康监测云平台系统设计与实现[D]. 王长祺.长安大学 2019
[2]活性硅/SBS复合改性沥青混合料疲劳性能室内试验研究[D]. 冯慧敏.东北林业大学 2019
[3]基于BP神经网络的彩色胶结料开发及混合料性能[D]. 顾韬.重庆交通大学 2019
[4]轻组分预补填料对沥青胶浆低温性能影响效应分析[D]. 马壮.吉林大学 2017
[5]基于灰熵关联法与BP神经网络的SBS改性沥青混凝土紫外老化路用性能研究[D]. 白怀星.西安建筑科技大学 2014
[6]纤维沥青混凝土路面研究[D]. 陈华鑫.长安大学 2002
本文编号：3364559
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