基于高低温及疲劳性能的沥青胶浆流变特性研究

摘要

沥青路面的使用比较普遍，在我国已运行的高等级路面中，沥青路面占到近90％，而沥青路面的使用性能与寿命主要取决于沥青及其混合料的性能。因此，沥青及其混合料成为道路建设行业关注的焦点。然而，矿粉-沥青组成的胶浆体系对沥青混合料的性能有着很大的影响。目前，对于沥青胶浆的研究还不是很成熟，并且对于高粘沥青胶浆的研究很少。本文在借鉴已有的相关研究成果之上，对基质沥青胶浆和高粘沥青胶浆的流变性能进行研究，目的在于探讨两种类型沥青胶浆的区别、矿粉指标对胶浆性能的影响等。
　　首先用激光粒度分析仪等仪器对选用的5种矿粉的物理化学指标进行测定，得到了不同矿粉的密度、粒度分布、细度模数、比表面积等其他指标，并着重分析了矿粉粒度分布。结果显示对于同样0.075mm通过率的矿粉，其细部的连续性有差别，相比与矿粉的规范要求，用细度模数等粒度指标能更准确表征矿粉的细度。
　　其次，通过研究两种类型沥青胶浆的流变特性，发现矿粉对沥青胶浆具有明显的模量增效行为，使得沥青胶浆的高温抗变形能力增强，低温抗裂性能变差，同时降低了沥青胶浆的疲劳寿命。并且矿粉对沥青胶浆的相位角影响很小，不同矿粉及粉胶比对沥青胶浆流变性能的影响存在差别。
　　基质沥青胶浆与高粘沥青胶浆存在性能上的差异，试验结果表明高粘沥青胶浆的高温、低温及疲劳性能要好于基质沥青胶浆。试验还发现通过多应力重复蠕变恢复试验(MSCR)得到的不可恢复蠕变柔量差Jnr-diff，可以用来判别基质沥青胶浆的最大粉胶比。通过分析粉胶比对沥青胶浆流变性能的影响，确定了沥青胶浆的合理粉胶比范围。基于灰色关联分析，研究了矿粉的不同物理化学指标与沥青胶浆高温、低温及疲劳性能之间的关联性，并得到了矿粉对沥青胶浆性能影响的关键指标，如密度、亲水系数、P20、D10、比表面积及细度模数。
　　最后，通过沥青胶浆的黏附性试验与混合料冻融劈裂强度试验来评价沥青混合料的水稳性能，结果表明高粘沥青及其胶浆的黏附性比基质沥青好的多，而高粘沥青及其胶浆的黏附性不足以评价沥青混合料的水稳性能。高粘沥青在混合料使用中存在着一个最佳粉胶比，超过此粉胶比，将对沥青混合料的水稳性能有影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本论文研究的内容

1．4 主要工作量

第二章 矿粉及其物化指标检测

2．1 矿粉的物理化学性质研究

2．1．1 密度

2．1．2 粒度分析

2．1．3 比表面积

2．1．4 亲水系数

2．1．5 亚甲蓝试验

2．2 本章小结

第三章 沥青胶浆流变特性研究

3．1 沥青胶浆的制配

3．1．1 沥青指标

3．1．2 沥青胶浆配置

3．2 沥青胶浆高温性能研究

3．2．1 高温流变参数分析

3．2．2 多应力重复蠕变恢复试验

3．3 沥青胶浆低温性能研究

3．3．1 基质沥青胶浆低温性能分析

3．3．2 高粘沥青胶浆低温性能分析

3．4 沥青胶浆疲劳性能研究

3．4．1 基质沥青胶浆疲劳性能分析

3．4．2 高粘沥青胶浆疲劳性能分析

3．5 基质、高粘沥青胶浆对比分析及合理粉胶比的确定

3．5．1 高温性能对比分析

3．5．2 低温性能对比分析

3．5．3 疲劳性能对比分析

3．5．4 沥青胶浆合理粉胶比的确定

3．6 合理粉胶比下不同矿粉胶浆间流变性能对比

3．7 矿粉不同指标对沥青胶浆高、低温及疲劳性能影响分析

3．7．1 灰色关联法

3．7．2 矿粉指标对沥青胶浆高温性能关联分析

3．7．3 矿粉指标对沥青胶浆低温性能关联分析

3．7．4 矿粉指标对沥青胶浆疲劳性能关联分析

3．8 本章小结

第四章 沥青混合料水稳性能试验研究

4．1 沥青胶浆与集料的黏附性试验

4．1．1 试验方法

4．1．2 基质沥青胶浆的黏附性试验结果分析

4．1．3 高粘沥青胶浆的黏附性试验结果分析

4．2 沥青混合料冻融劈裂试验

4．3 本章小结

第五章 结论及展望

5．1 主要结论

5．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论文和取得的学术成果