灰分对TLA改性沥青及其沥青混合料的性能影响研究

论文摘要

特立尼达湖沥青（TLA）中含有约35%～37%的矿物质细颗粒（灰分）。由于灰分密度比纯沥青密度大,TLA改性沥青成品在储存和运输过程中易产生灰分离析,从而导致其使用性能劣化。为此,本文结合佛山一环城际快速干线TLA改性沥青路面的施工,围绕灰分对40%TLA改性沥青及其混合料的性能影响进行了系统的理论分析和室内试验,从而提出灰分的控制指标及施工建议。1)确定了试验室TLA改性沥青的制备和灰分含量测定方法,并设计试制了TLA改性沥青灰分沉降规律测试的试验仪器（沉降筒）。将沉降筒中TLA改性沥青按从上到下的顺序分为7层（层高和半径均为4cm）,选取五种沉降时间,分别测定各沉降时间各层的灰分含量。结果表明,在整个沉降过程中,第1层和第7层分别为灰分含量最小和最大的界限层,中间层次的灰分含量都在界限层灰分含量范围内变化,且随着沉降时间增长,灰分沉淀离析将会越来越明显。这说明,在整个TLA改性沥青的储存和运输过程中,罐内顶部的沥青灰分含量的减小趋势最为明显,反之,底部的灰分含量的增大趋势最为明显。2)确定了不同灰分含量TLA改性沥青的制备方法,从而进行不同灰分含量的TLA改性沥青性能试验,结果表明,TLA改性沥青的灰分含量在10.80%～19.76%范围内时,只有灰分含量在10.80%时,软化点为53.6℃,不满足技术要求。同时,随着灰分含量的增加,TLA改性沥青的感温性能、高温性能与抗变形能力等指标得到了提高,但是低温性能指标有所降低,抗老化性能指标变化规律不一致,这主要是因灰分使得TLA改性沥青表现为沥青胶浆性质所致,需进一步考察灰分对混合料性能的影响。因此,建议对TLA改性沥青低温和老化性能则应主要通过其沥青混合料的试验来评价。3)提出了TLA改性沥青混合料抽提检验的配合比修正公式,并据此分析了灰分离析影响混合料性能的原因。在10.00%～20.00%的灰分含量范围内,分别进行6～8组不同灰分含量的TLA改性沥青表面层AC-13C（TAC-13C）性能试验,结果表明,除灰分含量为18.89%时,空隙率、流值和残留稳定度分别为5.3%、4.11mm和84.71%,不满足规范技术要求外,其余的各项性能指标均能满足规范要求。同时,随着灰分含量的增加,马歇尔指标、高温稳定性、水稳定性和抗渗性能等整体呈先优后劣的趋势变化,但抗滑性能与灰分含量无明显关系。4)依据TLA改性沥青灰分沉降规律和灰分对TLA改性沥青及其混合料性能影响的试验结果,提出了40%TLA改性沥青的灰分含量控制范围为11.5%～18.0%,最长允许沉降时间为120min。同时,根据40%TLA改性沥青的灰分控制指标,提出了任意配比的TLA改性沥青灰分控制指标。由此,结合灰分控制指标和实践经验,分别从TLA改性沥青的控制指标、生产、运输、使用以及配合比五个方面总结了考虑灰分影响的TLA改性沥青路面的施工建议。总之,本文提出的TLA改性沥青灰分控制指标以及考虑灰分影响的施工建议,为我国TLA改性沥青路面的施工质量控制提供了科学合理的参考和借鉴。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 实体工程概况
• 1.4 本文主要研究内容和技术路线
• 第二章 原材料和 TLA改性沥青的性能试验
• 2.1 原材料的技术性能
• 2.2 TLA改性沥青的性能研究
• 2.3 小结
• 第三章 TLA改性沥青灰分沉降规律的研究
• 3.1 TLA改性沥青的灰分含量测定方法
• 3.2 TLA改性沥青灰分沉降规律
• 3.3 小结
• 第四章 灰分对 TLA改性沥青性能的影响
• 4.1 不同灰分含量 TLA改性沥青的制备
• 4.2 不同灰分含量 TLA改性沥青的技术性质研究
• 4.3 小结
• 第五章 灰分对 TLA改性沥青混合料配合比的影响
• 5.1 灰分对 TLA改性沥青混合料油石比的影响
• 5.2 灰分对 TLA改性沥青混合料级配的影响
• 5.3 小结
• 第六章 灰分对 TLA改性沥青混合料性能的影响
• 6.1 灰分对 TLA改性沥青混合料性能影响原因分析
• 6.2 灰分对 TAC-13C马歇尔指标的影响
• 6.3 灰分对 TAC-13C高温稳定性的影响
• 6.4 灰分对 TAC-13C水稳定性的影响
• 6.5 灰分对 TAC-13C抗渗性能的影响
• 6.6 灰分对 TAC-13C抗滑性能的影响
• 6.7 小结
• 第七章 TLA改性沥青灰分控制指标及施工建议
• 7.1 灰分控制指标
• 7.2 考虑灰分影响的施工建议
• 7.3 小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 主要结论
• 8.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士期间发表的论文
• 附录B 攻读硕士期间参与的科研项目