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原文传递松香树脂复合改性乳化沥青混合料路用性能研究

论文题名：	松香树脂复合改性乳化沥青混合料路用性能研究
关键词：	公路建筑材料;乳化沥青混合料;改性处理;路用性能
摘要：	沥青路面作为高速公路路面的主要形式一直被广泛应用，这种路面相较于以往的水泥混凝土路面有着更好的路用性能和安全性能，然而随着沥青路面在长期服役过程中会遭受行车荷载、雨水、温度、紫外线等环境因素的影响，从而出现裂缝、松散、滑移等早期病害。为了延长沥青路面的使用寿命，降低早期病害的发生，预防性养护概念应运而生。常见的预防性养护有NovaChip、微表处、稀浆封层、冷拌冷铺磨耗层等，按照材料特性可分为热拌沥青混合料养护和冷拌沥青混合料养护，前者虽性能优异，但价格高昂、环境污染大，后者虽成本低、绿色、环保，但混合料的性能差异较大。究其原因主要是冷拌沥青混合料所采用的SBS改性乳化沥青存在储存稳定性较差的问题，严重影响冷拌冷铺磨耗层的施工质量，并且乳化沥青混合料强度形成需要水分蒸发，因而在工程应用中往往采用空隙率较大的半开级配，但半开级配沥青混合料与密级配混合料相比存在使用寿命较短的问题。　　对此，文中以交通运输部建设科技项目“基于表面自由能理论的沥青路面材料高效利用研究”以及产学研合作项目“广东智通冷拌冷铺磨耗层研究”为依托，基于表面自由能理论研究了210#松香改性酚醛树脂对低掺量SBS改性沥青与集料黏附性的影响规律，并通过210#松香改性酚醛树脂复合改性沥青的物理性能、抵抗永久变形能力、抗老化性能影响规律的研究，确定了210#松香改性酚醛树脂改性低掺量SBS改性沥青的最佳掺量，解决低掺量SBS改性乳化沥青不能满足现行高等级公路对路面磨耗层的要求。同时制备得到新型冷拌冷铺磨耗层所需的复合改性乳化沥青。基于传统热拌沥青混合料配合比设计规范，针对乳化沥青混合料强度成型特点提出室内乳化沥青混合料养生方法及新型冷拌冷铺磨耗层沥青混合料配合比设计流程。并在此基础上研究了玄武岩纤维对复合改性乳化沥青混合料水稳定性、高温性能、抵抗疲劳开裂性能影响规律，确定了玄武岩纤维改性乳化沥青混合料的最佳掺量，解决了半开级配乳化沥青混合料相较于传统密级配热拌沥青混合料路用性能差、使用寿命短等问题。主要研究成果如下：　　（1）确定了210#松香改性酚醛树脂复合改性低掺量SBS改性沥青改性的最佳掺量。通过表面能自由能理论研究了210#松香改性酚醛树脂对低掺量SBS改性沥青与集料的黏附性影响规律；通过多重应力蠕变恢复试验研究了210#松香改性酚醛树脂对低掺量SBS改性沥青抵抗永久变形以及抵抗恢复变形能力的变化规律；通过韧性、残留物针入度比、软化点增量等试验研究了210#松香改性酚醛树脂对低掺量SBS改性沥青抗老化性能的影响规律；以及通过软化点试验、针入度试验、动力黏度试验研究了210#松香改性酚醛树脂对低掺量SBS改性沥青物理性能的影响规律。综上确定了210#松香改性酚醛树脂改性低掺量SBS改性沥青的最佳掺量为4%。　　（2）研究玄武岩纤维对冷拌冷铺磨耗层乳化沥青混合料路用性能的影响规律，分别通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验研究玄武岩纤维对冷拌冷铺磨耗层乳化沥青混合料水稳定性能影响规律；通过车辙试验研究玄武岩纤维对冷拌冷铺磨耗层乳化沥青混合料的高温性能影响规律；通过玄武岩纤维沥青胶浆的拉伸试验、玄武岩纤维沥青混合料的单轴拉伸试验研究了玄武岩纤维对冷拌冷铺磨耗层乳化沥青混合料抗疲劳开裂性能的影响规律。玄武岩纤维可以提高半开级配乳化沥青混合料的水稳定性、高温抗车辙性能以及抗疲劳开裂性能，并通过以上性能影响规律研究确定玄武岩纤维最佳掺量为0.4%。玄武岩纤维复合改性乳化沥青混合料的各项路用性能指标均满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》对高等级公路磨耗层的要求。
作者：	晏明
专业：	道路与铁道工程
导师：	罗蓉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021