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常温彩色沥青混合料制备与性能研究
| 论文题名： | 常温彩色沥青混合料制备与性能研究 |
| 关键词： | 彩色沥青混合料;配合比设计;路用性能;色彩耐久性 |
| 摘要： | 目前，国内外热拌彩色沥青混合料施工温度较高、污染较重，冷拌类彩色沥青混合料在服役期间也存在路用性能与色彩耐久性不足等问题。本文以脱色沥青作为基体材料，以红、黄、绿三种无机颜料为染色剂，不饱和脂肪酸为稀释剂，SEBS和环氧树脂为改性剂，YS-180粉末、三亚乙基四胺为固化剂在实验室制备出了反应型常温彩色沥青，并研究了其基本性能。研究了常温彩色沥青混合料的配合比设计，分析了其路用性能及色彩耐久性。主要研究内容和研究结论如下: (1)通过对颜料的比选，选择了红、黄、绿三类无机颜料，经对其着色力、吸油性、耐光性等性能的验证，结果表明颜料性能均符合《城市道路彩色沥青混凝土路面技术规程》中对颜料的各项技术指标要求。 (2)通过单因素实验和以粘度为控制指标的正交试验，确定了常温彩色沥青的最佳配方为脱色沥青∶不饱和脂肪酸∶SEBS∶环氧树脂=100∶25∶3∶12。根据三大指标实验结果，确定了YS-180固化剂的最佳掺量为7％。在最佳配方条件下，常温彩色沥青60℃布氏粘度为2.38Pa·s，25℃针入度为69(0.1mm)，软化点达到73℃，5℃延度为48cm，粘附性等级为5级，DSR与BBR实验结果表明:改性后的常温彩色沥青具有较好的高低温性能，其中高温性能改善效果显著，沥青的PG分级为70-22。红外光谱、电镜扫描、荧光显微等微观试验结果表明，各组分为稳定的物理共混状态，相容性良好。 (3)优选CAC-13密级配作为常温彩色沥青混合料设计级配，以2.36mm作为关键筛孔，设计了3种级配以供比选。根据马歇尔稳定度试验结果，确定了最佳级配为偏细的CAC-13F。通过分析混合料马歇尔试件物理力学指标，确定其最佳油石比为6.4％。 (4)研究了CAC-13F常温彩色沥青混合料的路用性能。其成型稳定度达9.74kN。动稳定度为4556次/mm，超过了《城市道路彩色沥青混凝土路面技术规程》中对于机动车道特种彩色沥青混凝土的技术指标要求。最大低温弯曲应变为2709.4με，高于城市机动车道低温性能标准要求。浸水马歇尔试验与冻融劈裂试验结果分别为84.0％、77.8％，均满足机动车道水稳定性要求。构造深度达0.98mm，摆值超45BPN，表明其具有优良的抗滑性能。 (5)基于色彩学评价指标，借助极空间坐标系量化色彩，确定了各类型颜料的最佳用量，并建立了从沥青到混合料的色彩耐久性试验评价体系，采用RTOFT、PAV及UV老化沥青试验对沥青色彩耐久性进行了分析，采用紫外光照射、车轮碾压、烘箱加热和真空饱水试验对CAC-13F常温彩色沥青混合料的综合色彩耐久性进行了研究，结果表明:常温彩色沥青和混合料均具有优良的色彩耐久性，能适用于紫外辐射强度较大、湿热多雨的地区。 |
| 作者： | 喻杰 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 李九苏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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