温拌改性剂对沥青及沥青混合料路用性能影响研究

摘要

目前,道路建设中的沥青路面主要采用传统的热拌沥青混合料,而热拌沥青混合料自身的拌合施工温度较高,耗费大量能源,且在施工过程中会产生大量的废气、粉尘,污染周围环境和影响施工人员的身体健康,因此,为弥补热拌沥青混合料的不足,科研工作者研发出了温拌沥青混合料这种新的产品,温拌沥青混合料的拌合施工温度在热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间,不仅能够节约能源,还能有效降低有害气体和粉尘的排放,同时又能保持和热拌沥青混合料基本相同的路用性能。在环保节能日益注重的今天,研究和开发温拌沥青混合料技术具有十分重要的意义。本文选用交通部公路科学研究院自行研发的RF温拌添加剂作为重点研究对象,对添加上述温拌剂的沥青和沥青混合料进行系统的材料与性能试验研究,并进行综合的对比分析与评价。　　分别对RF温拌沥青进行了针入度,针入度指数,延度,软化点布氏粘度测试,发现RF可以显著增强沥青的高温性能,有效降低沥青粘度,但对沥青的低温性能略有不利影响,并采用零剪切粘度测试方法,对温拌沥青的中温粘度进行了相应测试,发现RF可以增加沥青在60℃和75℃条件下的粘度,这对沥青路面的车辙防治有重要作用。本文还选择国外的一种温拌沥青性能进行了对比试验。　　对温拌沥青混合料进行了路用性能评价,并提出建议RF掺配比例在3％,降低25℃击实。在添加RF温拌改性剂后,沥青混合料的动稳定度有较明显提高,温拌沥青混合料水稳定性与普通沥青混合料基本相当,且都满足规范对沥青混合料水稳定性的要求。通过旋转压实主曲线研究,发现在3%掺配比例,降低25℃压实温度条件下添加RF后,温拌沥青混合料能较好的满足路面压实度要求,且有较好的压实效率。　　对温拌沥青混合料进行了SPT动态模量试验研究,提出了根据时温度等效原理,利用3种温度、10种频率的动态模量数据建立沥青混合料的动态模量主曲线sigmoidal模型的方法,从而为路面设计提供更加准确的动态模量参数。　　从能量的角度提出了评价温拌沥青混合料低温开裂的方法,利用混合料的低温弯曲实验,得到沥青混合料的低温弯曲破坏能pw与温度T的关系。利用Burgers模型,通过进行低温弯曲蠕变试验,得到该模型的相应参数,并根据粘弹性原理,利用此Burgers模型,假定在相应的温度下降情况下,得到温度应力计算公式,并根据应变能的定义采用相应的数值计算方式得到沥青混合料的应变能。并通过低温开裂预估分别得出在低温抗裂能力方面70＃基质沥青混合料>RF温拌沥青混合料>KS温拌沥青混合料。　　并对采用RF温拌技术的试验路进行了全程跟踪检测,RF温拌沥青技术使用成本虽然略有增加,但可以大大降低能源消耗及有害气体的排放,并能较好满足施工要求。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要研究内容及研究路线

第二章 原材料、试验设备和制备工艺

2.1 试验用原材料

2.2试验设备

2.3制备工艺

第三章 温拌添加剂对沥青性能影响的研究

3.1温拌沥青常规性能评价

3.2温拌沥青动态模量主曲线确定

3.3温拌沥青零剪切粘度性能测试

3.4温拌沥青粘附性研究

3.5温拌沥青低温弯曲蠕变试验

3.6不同温拌沥青的性能研究

3.7本章小结

第四章 温拌添加剂对沥青混合料性能影响的研究

4.1矿料配合比设计

4.2温拌沥青混合料路用性能研究

4.3温拌沥青混合料旋转压实特性研究

4.4 温拌沥青混合料动态模量主曲线研究

4.5不同温拌沥青沥青混合料的性能研究

4.6本章小结

第五章 温拌沥青混合料低温性能的研究

5.1温拌沥青混合料的破坏能计算

5.2温拌沥青混合料应变能计算

5.3 温拌沥青混合料的低温开裂计算

5.4本章小结

第六章 RF温拌沥青试验路应用研究

6.1试验路概述

6.2试验路施工情况和检测

6.3试验路总结

第七章 主要结论及进一步的研究设想

7.1 主要结论

7.2进一步研究的设想

参考文献

致谢