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原文传递高粘度改性剂对排水沥青混合料水稳定性能影响

论文题名：	高粘度改性剂对排水沥青混合料水稳定性能影响
关键词：	路用材料;HVA高粘度改性剂;排水沥青;水稳定性;粘聚性;界面粘附性
摘要：	改性沥青作为常见的路用材料，在国内外都得到大量的研究和使用。其中高粘度改性沥青，因其与集料粘附性强，以及能够改善沥青混合料力学性能的特点，被大量应用于大空隙沥青路面中，如排水沥青路面。因此，本文主要基于HVA高粘度改性沥青与集料界面粘附性的研究，综合分析HVA高粘度改性剂的掺入对排水性沥青混合料水稳定性能的影响。　　首先，本文采用加热剪切方法自行制备HVA高粘度改性沥青，研究了HVA改性剂掺量(0％，5％，10％，15％，20％)与其改性沥青基本性能之间的关系，测试了上述HVA改性剂掺量下沥青的60℃动力粘度值。此外，通过动态剪切流变试验，进一步研究了HVA改性剂掺量对沥青高温流变性能和疲劳抵抗能力的影响。研究结果表明，随着HVA改性剂掺入量的提高，其改性沥青针入度逐渐下降，软化点不断提高，15℃延度逐渐减小;HVA掺量越高，其改性沥青60℃动力粘度明显增大，沥青抵抗高温变形的能力有所增长，但疲劳抵抗能力下降。　　其次，本文采用浸水马歇尔试验、浸水飞散试验和冻融劈裂试验对排水沥青混合料常规水稳定性进行评价，并分析HVA改性剂掺量和矿料种类与排水沥青混合料水稳定性之间的关系。为了模拟排水沥青路面在水、温度、孔隙水压力共同作用下的力学性能，进行加压浸水马歇尔试验，并和常规浸水马歇尔试验进行对比分析。最后，对使用不同种类沥青的马歇尔试件进行多次冻融循环处理并采用CT扫描技术从试件内部孔隙构造改变的角度分析沥青混合料水损机制。研究表明，在适当的范围内增加HVA掺量有助于提高排水沥青混合料水稳定性，孔隙水压力作用环境下也具有相同规律;HVA掺量不宜过高，采用HVA掺量为15％的改性沥青对于改善排水沥青混合料水稳定性具有较理想的效果;由CT扫描试验可知，冻融循环15次后试件空隙率均有所增大，初始空隙率大的层位空隙增大最明显，提高HVA改性剂掺量有助于减小试件内部空隙结构的受冻融影响的破坏。　　然后，本文通过沥青/集料界面拉拔试验测试了不同HVA掺量的改性沥青与集料界面粘附性能的差异，研究了不同温度下沥青/集料界面的破坏形式，以及石灰岩、玄武岩、花岗岩集料与同种沥青粘附性的差异;此外，从集料表面形态特征的角度，采用BET吸附试验测定上述三种矿料的比表面积;最后采用扫描电镜(SEM)观测矿料表面结构形态，对比表面积测试结果进行辅证。研究表明，拉拔试验中沥青/集料界面在低温下(0℃)主要发生粘附性破坏，而在常温下(20℃)主要发生粘聚性破坏;HVA掺量越高，其改性沥青与集料粘附性以及沥青自身粘聚性越强;石灰岩、玄武岩、花岗岩与同种沥青的粘附应力依次降低;由比表面积测试结果可知三种矿料中石灰岩SSA为玄武岩的1.18倍，为花岗岩的1.44倍;SEM观测结果表明，石灰岩矿料表面最粗糙，玄武岩其次，花岗岩最为光滑致密。可知，矿料SSA值越大，表面形态越粗糙，与沥青的粘附效果也更好。　　最后，通过HVA改性沥青/集料界面粘附性与掺HVA排水沥青混合料水稳定性关联分析得出，沥青/集料界面粘附性越好，其排水沥青混合料水稳定性越好。在合理范围内通过掺加HVA高粘度改性剂能改善改性沥青自身粘聚力、高温稳定性以及沥青与集料之间的粘附性，从而提高其排水沥青混合料水稳定性。
作者：	杨劲
专业：	交通运输工程
导师：	梅迎军;颜鑫
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文