桥面铺装高性能沥青及其混合料试验研究

论文摘要

针对目前沥青混凝土桥面铺装应用广泛和普遍存在高温稳定性不足的特点,作者通过聚合物改性来研发了一种耐高温、抗疲劳的新型桥面铺装材料,可见该课题具有重要的学术价值和工程实际意义。本文从选择材料入手,在了解各类改性剂的性质与用途的基础之上,拟定了SBS、PE、EC-120、CB四种改性剂,通过正交试验设计和极差分析的方法,得出了各因素及掺量对基质沥青各项性能指标的影响规律,并采用综合平衡的方法确定了各因素水平之间的最佳组合,研制出了一种新的复合改性沥青（简称CMA）,并利用PG分级试验对其与SBS改性沥青、基质沥青进行了对比分析。结合桥面铺装抗高温的特点,论文选取了粗集料断级配,采用SAC矿料设计法及VCAAC与VCADRF两阶段级配检验方法,对沥青混合料级配进行优化设计,并通过测试马歇尔试件体积指标,确定了不同沥青混合料的最佳油石比。通过车辙,低温弯曲,水稳定性及疲劳等试验对比分析了CMA、SBS和基质沥青混合料的路用性能,试验结果表明CMA具有较SBS改性沥青、基质沥青更优越的高温稳定性,耐疲劳性等。通过对其经济性分析发现,复合改性沥青是一种较SBS改性沥青价格偏高,但性价比更高的桥面铺装新材料,能够有效地解决桥面铺装高温稳定性不足的问题,具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题提出及研究意义
• 1.2 国内外桥面铺装研究现状
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 桥面铺装应具备的基本性能
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.5 本文研究思路
• 第二章 原材料及试验方案
• 2.1 原材料
• 2.1.1 基质沥青
• 2.1.2 改性剂的选取
• 2.1.3 集料性质
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 改性沥青制备
• 2.2.2 沥青性能试验
• 2.2.3 沥青混合料路用性能试验
• 第三章 高性能沥青结合料性能研究
• 3.1 正交试验设计
• 3.2 常规试验分析
• 3.2.1 针入度试验及结果分析
• 3.2.2 软化点试验及结果分析
• 3.2.3 延度试验及结果分析
• 3.2.4 旋转粘度试验及结果分析
• 3.2.5 基于高温性能的综合评价分析
• 3.3 SHRP 试验分析
• 3.3.1 DSR 试验及结果分析
• 3.3.2 BBR 试验及结果分析
• 3.3.3 Brookfield 旋转粘度试验及结果分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 高性能沥青混合料配合比设计
• 4.1 级配选取
• 4.2 SAC 设计方法及检验方法
• 4.2.1 SAC 设计方法介绍
• 4.2.2 SAC 检验方法介绍
• 4.2.3 沥青混合料体积指标计算
• 4.3 原材料性能试验
• 4.3.1 沥青基本性能
• 4.3.2 集料基本性能
• 4.4 沥青混合料配合比设计
• 4.4.1 级配设计
• 4.4.2 级配检验
• 4.5 本章小结
• 第五章 高性能沥青混合料路用性能研究
• 5.1 高温稳定性试验
• 5.1.1 试验方法及评价指标
• 5.1.2 试验结果分析
• 5.1.3 沥青性能指标与混合料动稳定的关系
• 5.2 低温弯曲性能试验
• 5.2.1 试件制作
• 5.2.2 试验设备及测试方法
• 5.2.3 试验结果分析
• 5.3 水稳定性试验
• 5.3.1 试验方法及评价指标
• 5.3.2 数据整理与分析
• 5.4 疲劳性能试验
• 5.4.1 疲劳破坏机理
• 5.4.2 国内外疲劳力学模型比较
• 5.4.3 国内外疲劳试验方法比较
• 5.4.4 疲劳试验方案设计
• 5.4.5 疲劳试验
• 5.5 经济及社会效益评价
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 创新点
• 6.3 有待进一步解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表论文目录及参加的科研项目