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矿粉对沥青胶浆性能影响及沥青--矿粉交互作用能力的评价
| 论文题名： | 矿粉对沥青胶浆性能影响及沥青--矿粉交互作用能力的评价 |
| 关键词： | 沥青胶浆;矿粉;拉脱强度;流变性能;交互作用 |
| 摘要： | 沥青混合料由集料、矿粉和沥青等多尺度材料复合而成，其中的胶浆作为连接沥青和集料的关键一环，其性能是影响沥青混合料强度的关键。而矿粉的类型、来源和细度对沥青胶浆的性能有至关重要的影响。本文从矿粉对沥青胶浆性能影响及沥青-矿粉交互作用特性出发，对沥青混合料中的胶浆性能进行研究。 首先，选择2种沥青(70#基质沥青和SBS改性沥青)、3种矿粉(根据粒径分布范围记为粗、中、细)和6个矿粉体积掺量(内掺0％、10％、20％、30％、40％和50％)制备了32种沥青胶浆，通过沥青胶浆粘结强度试验(BBS)，对不同沥青胶浆和两种矿物石板(玄武岩和石灰岩)的拉脱强度进行测试，评价不同掺量和粒径分布的矿粉对沥青胶浆与不同矿物集料粘结强度的影响效果。结果表明:随着矿粉体积分数的增加，沥青胶浆的拉脱强度逐渐增加;温度降低时，沥青胶浆的粘结强度提升明显;在25℃下沥青胶浆发生内聚模式破坏，在-10℃下沥青胶浆发生粘结模式破坏。 其次，采用动态剪切流变仪(DSR)对沥青胶浆进行温度扫描和多重应力蠕变恢复试验测试其高温流变性能，采用弯曲梁流变仪(BBR)测试其低温流变性能，探究矿粉对沥青胶浆流变特性的影响。结果表明:矿粉的体积分数越大，沥青胶浆的相位角和蠕变速率越小，复数剪切模量、不可恢复蠕变柔量和蠕变劲度越大;矿粉的粒径分布越大，沥青胶浆的相位角、不可恢复蠕变柔量、蠕变劲度和蠕变速率越大，变形恢复率和复数剪切模量越小。 最后，通过光学接触角测量仪测试计算沥青胶浆的表面能，采用傅里叶红外光谱仪测试沥青胶浆的红外光谱特征，利用基于相位角和复数模量构建的沥青-矿粉交互作用能力评价模型分析计算矿粉对交互作用能力的影响规律。结果表明:随着矿粉体积分数的增加，沥青胶浆的表面自由能呈下降趋势;矿粉的粒径分布减小时，沥青胶浆的粘聚功逐渐增大，但幅度较小，与玄武岩的粘聚功要大于石灰岩;L-A-δ和K-B-δ适合用于评价矿粉掺量对沥青.矿粉的交互作用能力的影响，K-B-G*则适合用于评价矿粉粒径分布产生的影响;矿粉掺入后，沥青中未出现新的官能团，只表现为部分官能团浓度的增加。 本文的研究成果对深入认识沥青胶浆强度形成机理具有重要的理论意义，也可为沥青混合料的精细化设计和沥青路面多尺度响应研究提供参数支撑。 |
| 作者： | 孟伟杰 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 肖鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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