冰雪地区干法橡胶改性沥青混合料性能研究

论文摘要

在我国,由于冬季气候寒冷致使路面积雪积冰的问题非常严重,不仅影响交通安全,且制约道路运输效率和经济发展。为此寻求科学有效的路面除冰雪技术成为重要的研究方向。论文将具有高弹性的橡胶颗粒以骨料的方式直接加入沥青混合料中（即干法）,可改变路面冰雪层受力状态及冰雪与路面的粘结状态,以达到破冰除雪的目的。同时,橡胶颗粒沥青混合料的应用为回收废旧轮胎橡胶提供了新途径。论文采用体积法将橡胶颗粒掺入混合料中。通过试验研究确定出合理的拌和工艺。分析了橡胶颗粒不同掺量及粒径对路用性能的影响,并推荐出最佳掺量及粒径。由于橡胶颗粒沥青混合料在应用中容易出现脱粒、掉粒的问题,针对这一现象本研究对橡胶颗粒沥青混合料中掺入消石灰、水泥及消石灰+水泥等添加剂进行了相关试验研究,并对橡胶颗粒沥青混合料的路用性能进行了试验验证。论文以BPN值及其变化量作为除冰雪效果的评价指标,利用破冰模拟试验仪进行除冰雪试验。对橡胶颗粒沥青混合料及普通沥青混合料进行了除冰雪效果的对比研究,并分析了橡胶颗粒的粒径、掺量及试验温度对除冰雪效果的影响。研究结果表明,采用马歇尔二次成型方法降低了空隙率和回弹率,成型效果较好。掺入橡胶颗粒提高了沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性。橡胶颗粒的添加明显改善了沥青混合料的除冰雪性能,掺量及粒径越大效果越好。试验温度的降低对除冰雪性能有不良影响。添加1.5%的消石灰明显提高了橡胶颗粒沥青混合料的水稳定性,且路用性能最优。综合除冰雪性能及路用性能考虑,确定出橡胶颗粒最佳掺量为3%,粒径为20目。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外现状分析
• 1.2.2 国内现状分析
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 原材料技术性质试验分析与试验方法研究
• 2.1 原材料技术性质试验
• 2.1.1 沥青
• 2.1.2 矿料
• 2.1.3 橡胶颗粒
• 2.1.4 添加剂
• 2.2 橡胶颗粒沥青混合料除冰雪试验方法
• 2.2.1 除冰雪试验方法的确定
• 2.2.2 路面破冰模拟试验仪的工作原理
• 2.2.3 除冰雪效果评价试验设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 橡胶颗粒沥青混合料组成设计
• 3.1 橡胶颗粒的选择及掺配方法的研究
• 3.1.1 橡胶颗粒的选择
• 3.1.2 橡胶颗粒掺配方法的研究
• 3.2 橡胶颗粒沥青混合料级配组成设计
• 3.2.1 级配类型的选择
• 3.2.2 配合比设计
• 3.3 最佳油石比的确定
• 3.3.1 马歇尔试验结果分析
• 3.3.2 确定最佳油石比
• 3.4 拌和成型工艺的研究
• 3.4.1 拌和工艺的研究
• 3.4.2 成型工艺的确定
• 3.5 本章小结
• 第四章 橡胶颗粒沥青混合料路用性能的研究
• 4.1 橡胶颗粒不同粒径及掺量对混合料路用性能的影响研究
• 4.1.1 马歇尔试验
• 4.1.2 水稳定性试验
• 4.1.3 高温稳定性
• 4.1.4 低温抗裂性
• 4.1.5 力学性能试验
• 4.2 橡胶颗粒沥青混合料抗剥落性能研究
• 4.2.1 添加剂适宜用量的确定
• 4.2.2 添加剂对路用性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 橡胶颗粒沥青混合料除冰雪性能研究
• 5.1 橡胶颗粒沥青混合料除冰雪机理
• 5.1.1 除冰机理分析
• 5.1.2 除雪机理分析
• 5.2 橡胶颗粒沥青路面除冰雪试验研究
• 5.2.1 除冰试验研究
• 5.2.2 除雪试验研究
• 5.3 本章小结
• 主要结论与进一步建议
• 主要结论
• 进一步建议
• 参考文献
• 致谢