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原文传递乳化沥青胶浆粘度及干燥过程的影响因素研究

论文题名：	乳化沥青胶浆粘度及干燥过程的影响因素研究
关键词：	乳化沥青胶浆;粘度;干燥蒸发;悬砂能力
摘要：	随着“交通强国”战略的持续推进，我国公路的交通量和交通荷载的持续加大，再加上自然因素的综合作用，沥青路面的损坏速度和程度持续加大，我国越来越多的沥青路面进入了维修期，公路行业的重点也由建设期转为养护期。而我国的路面养护政策以预防性养护为主，修复性为辅，即采用“预防为主，防治结合”的养护政策。其中含砂雾封层技术是以改性乳化沥青或煤沥青基材料、陶土、聚合物添加剂为主要成分的雾封层材料与砂组成的混合料，在沥青路面上喷洒形成一薄层，起到封闭路面微裂缝、防止松散石料脱落、阻止水分下渗的作用，并能延缓路面沥青老化、降低沥青面层温度与保持路面抗滑性能，达到显著改善路面外观的效果。虽然含砂雾封层有很多优点，但由于国内的研究起步较晚，尚没有形成完善的设计体系与评价手段，而且对于含砂雾封层材料中乳化沥青胶浆性能的研究较少。为此，本论文以含砂雾封层乳化沥青胶浆为研究对象，采用粘度、悬砂能力与干燥成膜等实验，系统研究了增稠剂类型与掺量、沥青标号等对胶浆性能的影响，并建立了乳化沥青胶浆粘度、悬砂能力与干燥成膜之间的关联关系。　　考察了乳化沥青标号、增稠剂类型、增稠剂掺量以及测试转速等因素对乳化沥青胶浆粘度的影响。结果表明，当其他条件相同时，测试转速越大，乳化沥青胶浆的粘度越小;对于所有类型的增稠剂，在转速可对比范围内，随着增稠剂掺量的增加，乳化沥青胶浆的粘度增大，均呈现相同的趋势;从增粘效果来看，无机增稠剂40％油土比掺量达到了较为理想的粘度效果，对有机增稠剂来说，0.5％掺量粘度效果就达到了理想效果;其他条件相同时，乳化沥青标号越大，乳化沥青胶浆的粘度则越小;不同类型的增稠剂的增粘效果不同，综合对比下，有机增稠剂大于硅藻土大于硅铝酸盐。对粘度曲线进一步分析，提出了粘度参数α。　　建立悬砂能力的概念，制作了一套悬砂能力实验的模具，通过记录实验模具随时间下降的距离评价了母液材料在既定时间内悬浮砂的能力，考察了乳化沥青标号、增稠剂类型和增稠剂掺量的影响。结果表明，当其他条件相同时，增稠剂掺量越大，乳化沥青胶浆的悬浮砂的能力越强;乳化沥青掺加同类同掺量增稠剂后，胶浆悬砂能力随沥青标号的增大而减小;综合考虑不同增稠剂的悬砂效果，硅藻土大于硅铝酸盐大于有机增稠剂:对沉降曲线进一步分析，提出了悬砂参数β。　　对乳化沥青与乳化沥青胶浆的干燥成膜性能进行了研究，提出了关键干燥参数，对乳化沥青胶浆各个阶段的干燥过程进行了定性描述和定量描述，考察了乳化沥青标号、增稠剂类型等影响因素的影响。结果表明，乳化沥青胶浆的干燥过程可划分为三个阶段:颗粒填充阶段、颗粒形变阶段和颗粒扩散融合阶段;提出了关键干燥参数:平均蒸发速率E0，水分关键体积分数φCrit水分临界体积分数φm及相应的时间;乳化沥青标号越大，初始蒸发速率越大，质量损失越大;不同类型的增稠剂保留水分的能力不同，硅藻土大于硅铝酸盐大于有机增稠剂，到达关键参数的时间则相反。　　最后，在以上研究的基础上分析了粘度、悬砂能力和干燥蒸发三种指标的关联关系。结果表明，粘度参数越大，悬砂参数越大，即粘度越小，其悬砂能力越小;粘度参数和干燥参数呈现相反的增长性，粘度越低，乳化沥青胶浆的蒸发越快，但最后水分体积分数小;悬砂参数越大，干燥参数越小，即悬砂能力越小，其干燥参数越小，水分越快被蒸发，但最后水分体积分数越小。
作者：	张新雨
专业：	交通运输工程
导师：	任瑞波;张惠勤
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东建筑大学
学位年度：	2022