中温沥青混合料应用技术研究

论文摘要

由于热拌沥青混合料HMA要求的施工温度很高,不仅要消耗大量的能源,而且在生产和施工的过程中还会排放出大量的废气和粉尘。为了弥补HMA的不足,人们研制出了中温沥青混合料WMA（Warm Mix Asphalt）这种新的环保节能产品。所谓WMA就是通过一定的技术措施,降低沥青的粘度,从而使沥青能在相对较低的温度下进行拌和及施工,同时保持其不低于HMA的使用性能的沥青混合料技术。本文主要从以下几个方面对中温沥青混合料进行了研究:首先,研究了降粘剂Sasobit对中温沥青常规性能和流变性能的影响。研究结果表明Sasobit的掺加能够显著提高沥青的软化点和强度,并且显著降低沥青的针入度;Sasobit的掺入使沥青的抗车辙因子大增,而且随着掺量的增加而增大,这将有效的改善沥青的高温性能;并且Sasobit中温改性沥青的复数模量和抗车辙因子随Sasobit的掺量而变化的曲线呈S型变化,Sasobit的最佳掺量是基质沥青质量的3%。其次,研究了降粘剂Sasobit对中温改性沥青粘度的影响。可以有效的降低沥青的高温粘度,从而降低其混合料的拌和及压实温度,实现沥青混合料的中温拌和;Sasobit的掺入使沥青25℃-65℃温度区间的复数粘度大增,而且随着掺量的增大而增大,这将有效的改善沥青的高温性能。再次,研究了四种降粘剂中温沥青混合料的拌和及成型温度的降低以及降低成型温度后混合料路用性能的变化。适当掺量的Sasobit或天然沸石可以改善中温沥青混合料的高温稳定性能,提高沥青路面的抗车辙能力,而Aspha-Min和基于乳化沥青平台的中温沥青混合料的高温稳定性能略有所降低。四种降粘剂AC-16型中温沥青混合料的低温性能及水稳定性影响不大,其低温性能及水稳定性主要取决于基质沥青混合料的低温性能及水稳定性能。此外还通过旋转压实研究了中温沥青混合料的粘温特性。最后,建立了中温沥青混合料降粘效果预估模型,可以为实际工程中选择中温沥青提供指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 热拌、冷拌、浇注式沥青混合料存在的问题
• 1.1.2 中温沥青混合料的概述
• 1.1.3 中温沥青混合料的发展前景
• 1.2 国内外研究现状及发展
• 1.2.1 国外沥青混合料研究综述
• 1.2.2 国内中温沥青混合料研究综述
• 1.2.3 国内外研究存在的问题
• 1.2.4 课题的确立
• 1.3 本课题主要研究
• 第2章 原材料性能及混合料配合比设计
• 2.1 沥青胶结料性能
• 2.2 集料性能
• 2.3 填料性能
• 2.4 纤维稳定剂
• 2.5 中温添加剂介绍
• 2.5.1 有机添加剂Sasobit
• 2.5.2 沥青-矿物法
• 2.5.3 基于乳化平台的皂液浓缩液
• 2.5.4 混合料配合比设计
• 第3章 降粘剂对中温沥青性能的影响
• 3.1 Sasobit对中温沥青常规性能的影响
• 3.1.1 Sasobit中温沥青的制备
• 3.1.2 Sasobit对中温沥青常规性能的影响
• 3.2 Sasobit对中温沥青流变性能的影响
• 3.2.1 沥青流变性能研究的方法
• 3.2.2 Sasobit中温沥青流变性能试验结果分析
• 3.2.3 基于 SPSS 的中温沥青流变性能试验结果相关分析
• 3.3 Sasobit中温沥青降粘机理的探讨
• 3.4 小结
• 第4章 降粘剂对中温沥青粘温特性的影响
• 4.1 沥青粘度概述
• 4.2 沥青粘度的测试方法
• 4.2.1 美国SHRP战略公路研究计划推荐方法
• 4.2.2 基于动态剪切试验的沥青粘度测试方法
• 4.2.3 我国旋转粘度的测试方法
• 4.3 Sasobit中温沥青粘度测试方法的确定
• 4.3.1 Sasobit中温沥青的粘度与剪切速率的关系
• 4.3.2 Sasobit中温沥青的粘度与测试时间的关系
• 4.3.3 Sasobit中温沥青的粘度测试方法的确定
• 4.4 Sasobit中温沥青的粘温特性研究
• 4.4.1 辽河70#Sasobit中温沥青的粘温特性研究
• 4.4.2 辽河90#Sasobit中温沥青的粘温特性研究
• 4.4.3 克拉玛依90#Sasobit中温沥青的粘温特性研究
• 4.5 通过等粘温度确定的沥青混合料拌和与压实温度
• 4.6 小结
• 第5章 中温沥青混合料性能评价
• 5.1 中温沥青混合料关键控制指标的选取
• 5.2 有机添加剂法中温沥青混合料的性能评价
• 5.2.1 Sasobit中温沥青混合料拌和和成型温度研究
• 5.2.2 Sasobit中温沥青混合料高低温性能研究
• 5.2.3 Sasobit中温沥青混合料粘温特性研究
• 5.2.4 Sasobit中温沥青混合料水稳定性能评价
• 5.3 沥青矿物法中温沥青混合料的性能评价
• 5.3.1 Aspha-Min中温沥青混合料性能评价
• 5.3.2 天然沸石中温沥青混合料性能评价
• 5.3.3 沥青矿物法中温沥青混合料水稳定性能评价
• 5.4 基于乳化沥青平台的中温沥青混合料性能评价
• 5.4.1 基于乳化沥青平台中温沥青混合料拌和和成型温度研究
• 5.4.2 基于乳化沥青平台中温沥青混合料高低温性能评价
• 5.4.3 基于乳化沥青平台中温沥青混合料粘温特性研究
• 5.4.4 基于乳化沥青平台中温沥青混合料水稳定性能评价
• 5.5 SMA-16 型中温沥青混合料研究
• 5.6 降粘剂降粘效果对比分析
• 5.7 中温沥青混合料降粘效果预估模型研究
• 5.8 小结
• 第6章 实体工程
• 6.1 依托工程概况
• 6.2 原材料和配合比设计概述
• 6.3 试验路铺筑概况
• 6.4 试验路检测
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢