印尼布敦岩沥青改性沥青及其混合料路用性能研究

摘要

随着沥青混凝土路面在全世界范围内的广泛应用，普通沥青已经不能完全满足现代道路工程对路面材料的要求，为改善沥青混凝土的路用性能，改性沥青逐步得到推广与普及。由于印尼布敦岩沥青(BRA)具有一些优良的性能，在国外道路工程领域得到了广泛的应用。最近几年，在我国利用布敦岩沥青制备岩沥青改性沥青的应用逐渐增多。为此，本文选用布敦岩沥青与70＃基质沥青制备改性沥青，采用国内沥青常规试验指标和Superpave沥青试验指标来研究BRA改性沥青的性能。并对BRA改性沥青混合料开展相关试验，研究BRA改性沥青混合料路用性能。研究成果可为相关的工程应用提供参考。
　　相关研究及成果如下:
　　(1)通过X射线衍射试验(XRD)、扫描电子显微镜分别对布敦岩沥青进行矿物成分分析、微观形态观察，对布敦岩沥青的性质进行研究。XRD试验表明，布敦岩沥青中岩石矿物主要成分为CaCO3，微观形态结构研究显示布敦岩沥青中部分岩石矿物孔隙非常发达，沥青和岩石矿物相互包容。
　　(2)对不同掺量BRA改性沥青进行常规试验，利用动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)等Superpave试验方法，研究BRA改性沥青的性能。研究发现，BRA改性沥青高温性能、感温性能、抗老化性能优于70＃基质沥青，但其疲劳性能、低温性能差于70＃基质沥青。
　　(3)利用多应力蠕变恢复（Multiple Stress Creep Recovery,MSCR）试验，研究了70＃基质沥青、BRA改性沥青的高温蠕变性能。研究发现，BRA改性沥青的高温可恢复变形能力、高温抗永久变形能力、高温抗车辙能力明显优于70＃基质沥青。
　　(4)对沥青进行针入度、延度等常规试验，同时利用动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)、多应力蠕变恢复(Multiple Stress CreepRecovery,MSCR)等试验方法，对比研究BRA改性沥青与SBS改性沥青的性能。研究发现，BRA改性沥青高温性能可以超过SBS改性沥青，但其低温性能、抗老化性能不如SBS改性沥青。BRA改性沥青（BRA掺量为60％）可恢复变形能力、抗永久变形能力弱于SBS改性沥青，但是BRA改性沥青Jnr对应力变化的敏感性弱于SBS改性沥青。
　　(5)利用国产车辙试验、汉堡车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验，研究了70＃基质沥青混合料、BRA改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料的高温稳定性与水稳定性。研究发现BRA改性沥青混合料的高温稳定性与水稳定性均优于70＃基质沥青混合料。BRA掺量较大的BRA改性沥青混合料的高温稳定性与水稳定性能超过SBS改性沥青混合料。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 岩沥青改性沥青研究概况

1．2．2 岩沥青改性沥青应用概况

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究思路与技术路线

第2章 BRA改性沥青性能研究

2．1 原材料性能测试

2．1．1 布敦岩沥青性能测试

2．1．2 基质沥青性能测试

2．2 BRA改性沥青性能研究

2．2．1 BRA改性沥青的制备方法

2．2．2 BRA改性沥青感温性能研究

2．2．3 BRA改性沥青的高温性能研究

2．2．4 BRA改性沥青疲劳性能研究

2．2．5 BRA改性沥青的低温性能研究

2．2．6 BRA改性沥青抗老化性能研究

2．2．7 BRA改性沥青PG连续分级

2．3 BRA改性沥青性能评价指标的比较

2．3．1 BRA改性沥青高温性能评价指标的比较

2．3．2 BRA改性沥青低温性能评价指标的比较

2．4 本章小结

第3章 BRA改性沥青高温蠕变性能研究

3．1 试验方法及原理

3．1．1 参数的计算及意义

3．1．2 基于MSCR试验的高温分级

3．2 基质沥青高温蠕变性能研究

3．2．1 试验结果及数据分析

3．2．2 基质沥青基于MSCR试验的交通分级

3．3 BRA改性沥青高温蠕变性能研究

3．3．1 试验结果及数据分析

3．3．2 BRA改性沥青基于MSCR的交通分级

3．4 BRA改性沥青与基质沥青高温蠕变性能对比研究

3．5 本章小结

第4章 BRA改性沥青与SBS改性沥青性能对比研究

4．1 SBS改性沥青

4．1．1 SBS改性沥青的技术指标

4．2 BRA改性沥青与SBS改性沥青性能对比研究

4．2．1 沥青感温性能对比研究

4．2．2 沥青高温性能对比研究

4．2．3 沥青疲劳性能对比研究

4．2．4 沥青低温性能对比研究

4．2．5 沥青抗老化性能对比研究

4．3 BRA改性沥青与SBS改性沥青高温蠕变性能对比研究

4．3．1 SBS改性沥青高温蠕变性能研究

4．3．2 沥青高温蠕变性能对比研究

4．4 本章小结

第5章 BRA改性沥青混合料路用性能研究

5．1 试验方案及材料

5．1．1 试验方案

5．1．2 试验材料

5．1．3 BRA改性沥青混合料拌合工艺

5．2 矿料级配和最佳油石比的确定

5．2．1 矿料级配

5．2．2 最佳油石比

5．3 BRA改性沥青混合料高温稳定性研究

5．3．1 国内车辙试验

5．3．2 汉堡车辙试验

5．4 BRA改性沥青混合料水稳定性研究

5．4．1 浸水马歇尔稳定度试验

5．4．2 冻融劈裂试验

5．5 本章小结

结论

展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果