详情

原文传递缓释型抗凝冰剂对沥青及沥青混合料性能影响

论文题名：	缓释型抗凝冰剂对沥青及沥青混合料性能影响
关键词：	道路工程;沥青混合料;缓释型抗凝冰剂;高温流变性能;低温蠕变性能;黏附特性
摘要：	盐化物沥青路面是在沥青混合料中加入颗粒状或粉末状的盐化物材料作为细集料或填料，在车辆荷载和毛细管压力的影响下使盐分析出，以降低路面上的冰点，解决路面结冰问题，是强化我国冬季道路养护的理想路面类型。但随着盐化物沥青路面大规模应用于实体工程，较多盐化物沥青路面出现水稳定性较差、黏附性降低相对快，融雪使用年限达不到设计要求等关键问题。本文通过相关实验，探究盐化物沥青路面衰变机理并对盐分内部扩散迁移规律分析总结，研究具体内容及结论如下：　　首先，研究缓释型抗凝冰剂对沥青性能影响，将缓释型抗凝冰剂等体积替代矿粉掺入沥青胶浆中。采用三大指标试验、布氏黏度试验、DSR试验、BBR低温蠕变试验，分析缓释型抗凝冰剂对沥青胶浆基本性能、高温流变性能、低温蠕变性能影响，通过FTIR表征缓释型抗凝冰剂与沥青之间的相互作用。结果表明：缓释型抗凝冰剂的掺入降低了沥青胶浆的针入度、延度和抗剪切能力；使沥青胶浆的黏度增加，随着盐化物替代率的增大，沥青胶浆的高温流变性能增强，低温蠕变性能减弱。红外光谱图中无新增官能团出现，缓释型抗凝冰剂与沥青之间的相互作用为物理作用。　　其次，研究缓释型抗凝冰剂对沥青-集料黏附性能影响。无水情况下，采用接触角试验测量沥青膜片、三种集料的接触角，并通过方程计算沥青-集料的黏附功和剥落功；有水情况下，采用改进水煮法试验探究沥青-集料黏附性能变化，并用Photoshop量化沥青剥落率。结果表明：在无水情况下，盐化物替代率越大，沥青胶浆-集料黏附功越小，且均小于SBS改性沥青和矿粉沥青胶浆，沥青-集料间黏附性能越差；在有水情况下，盐化物替代率越大，沥青剥落比率越大，沥青-集料黏附性能越差，且温度越高，沥青剥落速度越快。说明水和温度是影响沥青-集料黏附性能的重要因素。　　然后，研究缓释型抗凝冰剂对沥青混合料性能影响。对盐化物沥青混合料进行路用性能研究，并且对比不同替代率盐化物沥青混合料冻融劈裂强度比和体积指标变化，结果表明：随着盐化物替代率增大，盐化物沥青混合料高温稳定性明显增加，低温抗裂性和水稳定性均出现不同程度的降低，盐化物沥青混合料经过冻融循环1、3、5次条件后，空隙率均呈增大趋势，且在1次冻融循环后产生拐点，3、5次冻融循环后的空隙率增长较为平缓，说明其内部的不稳定的盐分已基本析出，盐化物沥青混合料内部结构转为稳定。　　最后，研究缓释型抗凝冰剂在沥青混合料内部扩散特性，采用分层分块试验，通过氯离子测定仪测试出盐化物沥青混合料各层各试块的氯离子含量，结合菲克第二定律计算出试块在冻融循环1、3、5次情况下的扩散系数，然后建立出氯离子在盐化物沥青混合料内部的扩散模型，并采用Matlab软件模拟氯离子在不同距离情况下的扩散变化。结果表明，盐分随着冻融循环次数和沥青混合料内部深度的增加，其盐分析出量变少，盐分扩散能力随沥青混合料深度增加而减弱。　　论文从沥青及沥青混合料性能两个角度出发研究了缓释型抗凝冰对沥青及沥青混合料性能影响，为盐化物沥青路面的设计和施工提供了一定的现实意义。
作者：	曹宇
专业：	交通运输工程;道路与铁道工程
导师：	郭鹏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022