橡胶改性剂对沥青及其混合料性能影响研究

摘要

在目前内外高速公路建设中，使用最为广泛的是SBS改性沥青路面。SBS是一种石油产物，SBS改性沥青的大量使用，导致了SBS价格昂贵和不可再生性等问题。橡胶沥青因其具有良好的性能，已经在国内外高速公路中推广应用，橡胶沥青的储存稳定性和运输、使用过程中的高能耗一直制约着橡胶沥青的发展。本文以新型橡胶改性剂RM作为外掺剂，制备了掺橡胶改性剂沥青和掺RM沥青混合料，并对其性能进行评价，同时对掺RM沥青和SBS改性沥青的性能、沥青混合料的路用性能和经济性能进行了研究评价，主要研究工作包括：
　　首先对掺RM沥青、SBS改性沥青和70＃基质沥青进行性能分析，就三大指标、流变性能和粘弹性力学相应对三种沥青进行比较分析。三大指标试验的结果表明，RM可以明显改善沥青的基本性能；DSR试验结果表明，RM的掺入对沥青的流变性能影响较为复杂，在高温时掺RM可以是沥青的复合模量增大，相位角降低；在低温阶段，RM使得沥青的复合模量降低，相位角增大。结果表明掺入RM沥青的抗车辙性能、中低温抗疲劳性能和温度敏感性都有不同程度的改善，其中对高温性能的影响尤为明显。通过高温蠕变试验和低温应力松弛试验可知，B能提升沥青的蠕变恢复量和缩短沥青的松弛时间。
　　第二，对掺RM沥青混合料、SBS改性沥青混合料和基质沥青混合料进行水稳性能、高温性能和低温性能进行研究，试验结果表明掺RM沥青混合料的水稳性能较SBS改性沥青略差，RM的掺入使得沥青的动稳定度提高，相对变形量减少。掺RM沥青混合料的低温抗裂性优于基质沥青混合料，比SBS改性沥青混合料略差。
　　第三，采用Superpave简单性能试验方法研究了三种沥青混合料的动态模量和疲劳性能。研究结果表明：沥青混合料动态模量和相位角具有明显的频率和温度依赖性，RM的掺入能提高沥青混合料的动态模量，掺RM的沥青混合料粘弹性能要优于SBS改性沥青混合料；采用时温等效效应得到沥青混合料的动态模量主曲线，RM的掺入能降低沥青混合料的温度敏感性；沥青混合料的动态模量与相位角的关系可以用半对数模型来表征；RM掺入后沥青混合料的疲劳寿命得到明显的改善，其改善效果在较高应变水平下表现更加显著，掺RM沥青混合料的疲劳性能在低应变水平下比SBS改性沥青混合料要略差，在高应变水平下两种沥青混合料的疲劳性能基本一致。经过成本分析，本文研究下的RM的掺量可以在混合料功能与SBS改性沥青混合料基本保持一致的前提下，降低沥青混合料的成本。

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第1章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3主要存在的问题

1.4主要研究内容

第2章 原材料技术性能与混合料级配设计

2.1原材料性能

2.2实验方法

2.3本章小结

第3章 橡胶改性剂对沥青性能的影响研究

3.1引言

3.2橡胶改性剂对沥青三大指标的影响

3.3橡胶改性剂对沥青流变性能的影响

3.4橡胶改性剂对沥青粘弹性变形性能的影响

3.5本章小结

第4章 橡胶改性剂对沥青混合料性能的影响研究

4.1 引言

4.2水稳定性能

4.3高温性能

4.4低温性能

4.5疲劳性能

4.6动态模量

4.7 成本分析

4.8本章小结

第5章 主要结论与展望

5.1 主要结论

5.2研究展望

致谢

参考文献