高掺量橡胶改性沥青性能评价及混合料设计技术

摘要

党的十八大报告将生态文明建设提升到战略高度，在全面建成小康社会的目标中对生态文明建设提出明确要求，并将其纳入社会主义现代化建设的总体布局。高掺量橡胶改性沥青是响应党的方针政策的新型建筑材料，不仅可以对难以处理的废旧轮胎进行回收再利用、减轻自然环境压力，还可以有效提升沥青路面性能，达到一举两得的效果，具有很强的推广使用价值。 本文研究内容主要分为四部分：第一部分简述了橡胶粉对沥青的三种改性机理，并初步阐述了高掺量橡胶改性沥青的机理及制备方法；通过针入度、粘度、延度、软化点、弹性恢复等技术指标，对20%掺量橡胶改性沥青、常规SBS改性沥青、高掺量橡胶改性沥青的性能进行分析与对比；第二部分参考SAC、SMA等断级配设计方法，针对高掺量胶改沥青进行混合料组成设计和马歇尔试验，并与常规橡胶改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料进行高、低温性能、水稳定性三个方面的对比；第三部分对35%、50%掺量的橡胶改性沥青混合料进行动态模量试验，从加载频率、温度两个方面分析混合料的动态模量，得出高掺量胶改沥青混合料的动态模量主曲线。第四部分对沥青混合料进行四点疲劳试验，得出不同沥青混合料的疲劳方程与曲线，将35%、50%掺量橡胶改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料、70#沥青混合料、20%掺量胶改沥青混合料进行对比。 通过一系列试验可以发现高掺量橡胶改性沥青混合料各项性能良好，尤其是抗疲劳性能与低温性能，但是也存在粘度较大，施工较为困难等问题，值得进一步深入研究。

目录

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 国外研究形势

1.2.2 国内研究形势

1.3 主要内容与研究路线

第二章 高掺量橡胶改性沥青制备与性能测试

2.1 试验材料与设备

2.1.1 沥青

2.1.2 胶粉

2.1.3 仪器与设备

2.1.4 集料

2.2橡胶改性沥青机理

2.3 实验方案

2.3.1 胶粉掺量

2.3.2 剪切温度、时间、速率

2.3.3 制备流程

2.4 高掺量胶粉改性沥青性能检测

2.4.1 橡胶改性沥青质量控制指标

2.4.2 高掺量橡胶改性沥青性能

2.5 本章小结

第三章 混合料配合比设计

3.1 沥青混合料的组成结构

3.2 沥青混合料常见设计方法

3.2.1 马歇尔设计方法

3.2.2 GTM设计方法

3.2.3 Superpave设计方法

3.3 级配曲线设计

3.3.1 级配设计理论

3.3.2 SAC级配设计方法

3.2.3 SMA级配设计方法

3.4 高掺量橡胶改性沥青混合料制备

3.4.1 级配曲线设计

3.4.2 配合比设计指标研究

3.4.3 最佳油石比的确定

3.4.4 判断是否形成骨架结构

3.5 沥青性能对比研究

3.5.1 高温稳定性

3.5.2 低温抗裂性

3.5.3 水稳定性

3.6 本章小结

第四章 高掺量橡胶改性沥青混合料的动态模量研究

4.1 AMPT沥青混合料动态模量试验

4.1.1 AMPT简介

4.1.2 实验步骤

4.2.3 实验方案

4.2 动态模量试验结果及分析

4.2.1 加载频率的影响

4.2.2 温度的影响

4.3 动态模量主曲线的确定与分析

4.3.1 时间—温度等效原理

4.3.2 沥青混合料动态模量主曲线确定

4.4 本章小结

第五章 沥青混合料疲劳试验

5.1 主流疲劳试验方法

5.2 四点加载疲劳试验方法简介

5.3 试验参数选择

5.3.1 荷载控制模式选择

5.3.2 试验温度选择

5.3.3 加载频率的选择

5.3.4 加载波形与荷载间歇时间选择

5.3.5 应变水平选择

5.4 实验步骤

5.5 数据分析

5.6 本章小结

第六章 结论

6.1 主要结论

6.2 本文创新点

6.3 后续研究展望

参考文献

致谢

硕士在读期间发表的论文