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原文传递温拌沥青混合料技术特性研究

论文题名：	温拌沥青混合料技术特性研究
关键词：	温拌沥青混合料;和易性测试;流变特性;拌和压实温度;扭矩范围
摘要：	随着温拌沥青技术的不断发展,温拌沥青混合料在国内也逐渐得到了公路建设部门的重视。由于温拌沥青混合料是一种节能减排的环保型路面铺装材料,在隧道路面及城市道路上应用时更是具有热拌沥青混合料无法比拟的优势,因此越来越多的新建沥青路面开始尝试采用温拌沥青混合料进行路面铺筑。不过由于温拌沥青混合料在我国发展时间较短,仍然存在很多技术问题阻碍着其大面积的推广应用,因此本文将针对温拌沥青混合料在发展过程中遇到的一些问题进行探讨研究。　　采用自行开发的沥青混合料和易性测试仪对不同类型温拌沥青混合料的和易性进行了试验研究,提出了沥青混合料和易性测试方法与步骤,测试并分析了沥青混合料的和易性及流变特性,分析了粘温曲线、等矩法在确定温拌沥青混合料拌和压实温度时的优缺点,并基于粘温曲线思想和等矩法基本原则提出了扭矩温度曲线确定温拌沥青混合料拌和压实温度的方法,推荐了拌和压实扭矩范围。研究表明,温拌剂的使用确实可以有效改善沥青混合料的和易性,降低其拌和压实温度。　　通过旋转压实试验和轮碾法对不同类型温拌沥青混合料的压实性能进行了研究,并采用Multicool软件计算分析了温拌沥青混合料的有效压实时间。研究结果表明,温拌剂的添加有效改善了沥青混合料的压实性能,使得沥青混合料在较小的压实功或较低的压实温度下即可获得与热拌沥青混合料相同的压实度;沥青混合料温度越低,其降温速率越小,冷却越慢,因此采用温拌沥青混合料可以有效延长沥青路面压实时间,延长气候寒冷地区沥青路面施工季节,缩短施工周期。　　基于沥青混合料马歇尔试件各体积参数之间的相互关系,提出了快速便捷的温拌沥青混合料配合比设计方法——体积参数计算法。与马歇尔试验对比分析结果表明,体积参数计算法不仅可以准确可靠的确定温拌沥青混合料的油石比,还可以通过沥青膜厚度验算对矿料级配进行优化选择,它可以适用于所有密级配温拌沥青混合料的配合比设计。　　通过常规的水稳定性、车辙以及低温弯曲试验对添加 Aspha-min、Sasobit和DAT三种温拌剂的沥青混合料使用性能进行了研究,并针对 Aspha-min和Sasobit两种温拌沥青混合料水稳定性不足的缺点进行了复合改性研究。研究结果表明,采用抗剥落剂和硅藻土对Aspha-min和Sasobit进行复合改性后两种温拌沥青混合料的水稳及高温性能都得到了明显改善,而低温性能则稍有下降,经性价比综合分析推荐采用硅藻土对两种温拌剂进行优化改性。　　动水冲刷试验、单轴贯入试验以及低温劈裂试验结果表明,添加温拌剂后沥青混合料的高温抗剪强度、低温抗裂性能及水稳定性都会受到一定负面影响,不过都在可接受范围之内。MMLS3加速加载试验表明,沥青混合料的车辙变形存在两个阶段——迅速增大的压密阶段和稳定增加的蠕变阶段,而且车辙深度与加载次数的对数呈良好的线性关系,其回归斜率a越大,则沥青混合料抗车辙性能越差;在添加温拌剂后沥青混合料的抗车辙性能以及抗疲劳性能基本都能达到甚至超过热拌沥青混合料的技术水平,而采用不同方案对Aspha-min和Sasobit两种温拌剂进行改性后,温拌沥青混合料的抗车辙性能也都有所提高,抗疲劳性能则有所下降。　　通过文献资料分析了采用温拌技术降低沥青混合料生产温度后由于燃料消耗降低而减少的CO2排放量,采用便携式红外线CO2分析器对沥青混合料中热氧化产生的CO2排放量进行了试验研究,提出了沥青混合料热氧化产生的CO2排放量的试验检测方法,并对不同沥青混合料热氧化产生的CO2排放量与温度的关系进行了回归分析。研究表明,温拌剂的添加对沥青混合料的氧化有一定抑制作用,沥青氧化产生的CO2排放量与混合料温度呈良好的指数关系,且回归系数b与沥青混合料抗氧化老化能力有密切的关系;本文研究的三种温拌沥青混合料因燃料燃烧产生的CO2排放量可降低近20％,因沥青氧化反应产生的CO2排放量更是可降低60%以上。
作者：	王春
专业：	道路与铁道工程
导师：	郝培文
授予学位：	博士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文