胶粉改性沥青高温流变性能研究

摘要

近年来,随着我国道路交通和汽车工业的迅速发展,交通量激增,沥青路面的常见病害,如高温变形已成为世界各国道路工程领域研究的主要问题之一。实践证明,改性沥青的使用可以有效的提高沥青路面的高温性能,减少沥青路面的高温破坏。因此,改性沥青高温性能已成为研究的重点,但是,改性沥青与基质沥青在性质上存在着很大的差异,且目前很多的评价标准只适用于基质沥青,而不能全面地反映改性沥青的高温性能。因此,本文应用流变学理论和粘弹性分析方法,选用胶粉改性沥青、SBS改性沥青和复合胶粉改性沥青三种改性沥青,从不同改性沥青的微观结构、热稳定性、感温性及流变特性等方面对比分析三种改性沥青的高温流变性能。
　　首先,根据扫描电子显微镜试验结果分析得到三种改性沥青中改性剂在沥青中以网状结构存在,与沥青形成较好的共混效果。通过DSC试验发现三种改性沥青在试验温度范围内能较稳定的存在,没有发生聚集态的转变,对比结果发现,复合胶粉改性沥青和胶粉改性沥青具有较好的热稳定性。
　　其次,利用常规试验方法得到的针入度指数PI和软化点及当量软化点分析改性沥青的感温性能,同时利用流变试验方法得到的指标:针入度粘度指数PVN和粘温指数VTS,来评价改性沥青的感温性能,因为针入度粘度指数PVN通过两个温度计算得到,在考虑全温度区间时存在一定的误差。通过对粘温指数VTS的研究发现,粘温指数VTS能较好的反映改性沥青的感温性能。
　　最后,利用动态剪切流变试验分析了流变参数随温度和荷载作用频率的变化规律,对抗车辙因子G/s in进行了优化,分析了三种改性沥青的流变性能,结果表明,胶粉改性沥青具有较好的高温变形恢复能力。通过三种改性沥青的重复蠕变实验分析了不同温度和应力水平对蠕变恢复的影响,并分析了改性沥青的延迟弹性变形能力,证明胶粉改性沥青具有较好的变形恢复能力。此外,利用粘弹性模型计算出相应的粘弹性参数,并利用ABAQUS有限元软件模拟胶粉改性沥青的重复蠕变恢复试验,结果表明,试验结果与模拟结果相近,胶粉改性沥青的粘弹性具有较好的延迟弹性变形,从而提高了胶粉改性沥青的变形恢复能力。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1选题的背景

1.2 国内外研究与应用现状

1.3课题的主要研究内容

第二章 改性沥青微观结构及热稳定性分析

2.1 改性沥青微观结构分析

2.2改性沥青热稳定性分析

2.3本章小结

第三章 改性沥青高温性能评价指标分析

3.1常规试验指标评价

3.2 其他指标分析

3.3 本章小结

第四章 改性沥青剪切流变试验研究

4.1动态剪切试验及其流变指标

4.2动态剪切试验结果及分析

4.3流变指标优化分析

4.4本章小结

第五章 重复蠕变恢复试验评价改性沥青高温性能

5.1重复蠕变恢复试验

5.2蠕变响应及影响因素分析

5.3改性沥青的延迟弹性

5.4蠕变劲度的粘性部分影响参数Gv分析

5.5本章小结

第六章 重复蠕变恢复试验的数值模拟分析

6.1改性沥青材料粘弹性参数计算

6.2有限元模型建立

6.3重复蠕变恢复试验过程的模拟结果分析

6.4本章小结

第七章 结论及展望

7.1主要研究结论

7.2 进一步研究展望

参 考 文 献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文

作者简介