详情

原文传递钨酸锆改性沥青胶浆及沥青混合料低温抗裂性能研究

论文题名：	钨酸锆改性沥青胶浆及沥青混合料低温抗裂性能研究
关键词：	公路;沥青胶浆;沥青混合料;钨酸锆;改性处理;抗裂性能
摘要：	在沥青路面使用过程中，温缩裂缝的产生会降低路面的使用性能并缩短路面的使用寿命。温缩裂缝产生的原因是由于冬季温度骤降时混合料内部产生的温度应力不能及时松弛掉而不断积累造成的。本课题通过利用具有负膨胀性能的钨酸锆部分替代沥青混合料中的矿粉，以期提高沥青混合料的低温抗裂性能，减少沥青路面的开裂。　　首先，测试了原材料的基本性能并确定了配合比和最佳油量。结果显示，试验选用的70号基质沥青、矿粉、粗集料、细集料满足规范要求，本次使用的AC-13密级配的最佳油量为4.9％。　　其次，通过测试钨酸锆沥青胶浆体积膨胀系数，发现随着钨酸锆掺量的增加，胶浆的收缩系数逐渐减小，表明钨酸锆能够降低胶浆的体积收缩系数。通过胶浆的DSC试验可知，胶浆的玻璃态转变点Tp随着钨酸锆掺量的增加逐渐降低；沥青0℃以上不稳定温度区的范围随着钨酸锆掺量的增加逐渐加大；钨酸锆能整体降低胶浆的吸热率。对沥青混合料收缩系数测试可知，随着钨酸锆掺量的增加，沥青混合料的线收缩系数逐渐减少。通过Haas机场道面模型的验证，证明随着混合料收缩系数的降低，开裂间距逐渐增大。通过对沥青胶浆与混合料收缩系数相关性分析发现，混合料的收缩系数与胶浆的收缩系数具有很好的正相关关系；利用Jones模型验证由钨酸锆沥青胶浆收缩系数预估混合料收缩系数发现，Jones模型能够较好利用钨酸锆改性沥青胶浆的收缩系数来预估混合料的收缩系数。　　最后，通过冻断试验发现，冻断应力整体呈现随着钨酸锆掺量的增加，应力减小的规律，40%组的冻断应力最小；冻断温度五组差异不大；转化点温度随着钨酸锆掺量的增加逐渐降低；冻断应力增长斜率与冻断应力变化趋势一致。对冻断试验主成分分析可知，单独用某一种指标来评价钨酸锆沥青混合料的低温抗裂性能都不合适。通过小梁弯曲试验得到抗弯拉强度、弯拉应变和劲度模量三个指标，发现弯拉应变随着钨酸锆掺量的增加呈现出先增大后减小的规律，在钨酸锆掺量为40%左右时弯拉应变达到最大；抗弯拉强度随着钨酸锆掺量的增加不断减小。通过对沥青混合料低温性能指标的灰关联分析可知，胶浆收缩系数和混合料收缩系数与冻断温度关联度最高，表明胶浆收缩系数和混合料收缩系数也能很好地表征混合料的低温抗裂性能。针对冻断试验的冻断温度变化不大和弯曲试验抗弯拉强度下降的现象，对钨酸锆用氢氧化钠水溶液进行了处理。结果显示，钨酸锆经氢氧化钠水溶液处理，沥青混合料的抗弯拉强度和弯拉应变都得到提高，由此说明钨酸锆用氢氧化钠水溶液处理，能够增强胶浆的胶结性能，从而增强沥青混合料的低温性能。
作者：	李建军
专业：	道路与铁道工程
导师：	冯德成
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文