掺温拌剂的沥青及其混合料性能研究

论文摘要

我国正处在公路建设高峰期,主要是以沥青路面为主,普遍采用传统的热拌沥青混合料HMA（Hot Mixture Asphalt）。但是,热拌沥青混合料不仅消耗大量能源,而且在生产和施工过程中还会排放大量的有害废气和粉尘污染环境,严重影响周围环境质量和施工人员的身体健康。温拌沥青混合料（Warm Mix Asphalt, WMA）是一种拌和温度介于热拌沥青混合料（150～180℃）和冷拌沥青混合料（10～40℃）之间,性能达到（或接近）热拌沥青混合料的新型节能环保型沥青混合料。温拌沥青混合料不仅性能达到（或接近）热拌沥青混合料,而且可以节约能源及减少环境污染。与普通沥青混合料一样,温拌沥青混合料力学性能随温度变化也表现出明显的粘弹性变化,是一种典型的粘弹性材料。粘弹性能是温拌沥青混合料路用性能的本质,对温拌沥青混合料粘弹性分析及控制是温拌沥青混合料设计的重要途径。本文基于复合材料粘弹性力学理论,致力于温拌改性沥青及其混合料的蠕变劲度模量和蠕变柔量的研究,探讨掺入温拌添加剂对沥青混合料力学性能的影响。主要通过掺加SasoWMA和Aspha-Min两种温拌添加剂制备温拌改性沥青及其混合料进行深入研究,借助常规试验方法及低温拉伸蠕变试验对温拌改性沥青力学性能进行大量试验研究,通过分析得出温拌添加剂种类及其掺量对沥青常规性能及力学性能的影响规律;并通过与普通沥青混合料蠕变试验数据相比较,对温拌沥青混合料粘弹性影响因素进行研究,研究表明掺入温拌添加剂一定程度上降低温拌沥青混合料高温蠕变柔量,能够明显改善温拌沥青混合料高温抗变形能力,改善程度的大小排序为: SasoWMA > Aspha-Min。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题提出及研究意义
• 1.2 温拌沥青混合料国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 温拌沥青混合料优点及温拌技术分类
• 1.3.1 温拌沥青混合料优点
• 1.3.2 当前国际上制备温拌沥青混合料的技术途径
• 1.4 论文主要研究内容及技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 研究技术路线
• 第二章 原材料性能试验
• 2.1 试验研究设计
• 2.2 原材料性能试验
• 2.2.1 集料
• 2.2.2 温拌添加剂
• 2.2.3 沥青结合料性能
• 2.3 温拌改性沥青的制备工艺
• 第三章 温拌添加剂对沥青性能的影响
• 3.1 温拌添加剂对沥青常规性能的影响
• 3.1.1 温拌添加剂对沥青软化点的影响
• 3.1.2 温拌添加剂对沥青针入度的影响
• 3.1.3 温拌添加剂对沥青延度的影响
• 3.1.4 温拌添加剂合适掺量的初步确定
• 3.2 温拌添加剂对沥青路用性能的影响
• 3.2.1 温拌添加剂对沥青感温性的影响
• 3.2.2 温拌添加剂对沥青高温性能的影响
• 3.2.3 温拌添加剂对沥青低温性能的影响
• 3.3 温拌添加剂对沥青结合料粘度的影响
• 3.3.1 沥青粘度测量方法
• 3.3.2 温拌添加剂掺量对温拌改性沥青粘度的影响
• 3.3.3 温度对温拌改性沥青粘度的影响
• 3.3.4 温拌沥青混合料拌和压实温度的确定
• 3.4 温拌添加剂对沥青老化性能的影响
• 3.4.1 温拌沥青老化评价指标
• 3.4.2 温拌改性沥青老化试验结果与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 温拌改性沥青力学性能研究
• 4.1 温拌改性沥青粘弹性理论
• 4.2 温拌改性沥青低温拉伸蠕变试验
• 4.3 温拌改性沥青低温拉伸蠕变试验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 温拌沥青混合料粘弹性研究
• 5.1 温拌沥青混合料配合比设计
• 5.1.1 温拌沥青混合料矿料组成设计
• 5.1.2 确定温拌沥青混合料的最佳沥青用量
• 5.2 温拌沥青混合料粘弹性研究
• 5.2.1 温拌沥青混合料粘弹模型选择
• 5.2.2 温拌沥青混合料粘弹性试验
• 5.2.3 粘弹性蠕变试验结果分析
• 5.2.3.1 温度对温拌沥青混合料粘弹性质的影响
• 5.2.3.2 应力水平对温拌沥青混合料粘弹性质的影响
• 5.2.3.3 温拌添加剂掺量对温拌沥青混合料粘弹性质的影响
• 5.3 粘弹性 BURGERS 模型参数分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 温拌沥青混合料降温效果及压实特性研究
• 6.1 温拌沥青混合料试件压实成型
• 6.2 温拌沥青混合料降温效果分析
• 6.3 温拌沥青混合料压实特性分析
• 6.3.1 温拌添加剂对沥青混合料压实特性的影响
• 6.3.2 温拌与热拌混合料压实特性对比分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 问题与建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录攻读学位期间发表论文目录