详情

原文传递季冻多雨区温拌沥青混合料耐久性研究

论文题名：	季冻多雨区温拌沥青混合料耐久性研究
关键词：	温拌沥青混合料;季冻多雨区;耐久性能;车辙预估;温拌剂
摘要：	国家发布的“十四五”规划中对加快推进发展绿色建筑，降低碳排放强度等绿色发展理念做了重要指示。而温拌沥青混合料在减少环境污染的同时又能降低对能源的消耗，极大改善了沥青路面的施工环境，符合绿色建筑的发展理念，在我国已经取得了广泛的应用，而在季冻多雨区服役的温拌沥青路面，在雨水及冻融循环作用下因自身材料特性易引发早期损坏，严重限制了温拌沥青路面的应用。因此，研究季冻多雨区温拌沥青混合料耐久性能具有重要意义。　　首先，通过室内试验分析了本研究选用的三种不同类型温拌剂的掺量对沥青三大指标的影响规律，并以AC-13为研究对象，基于“等体积参数”原则，目标空隙率为4.0%，确定了三种不同温拌沥青混合料的拌和与压实温度。试验结果表明，LKW、FY-WB、I型温拌剂的加入均较大幅度的降低了沥青混合料的拌和与压实温度，分别降低了33℃、29℃、26℃。　　其次，基于光电比色法、冻融劈裂试验与浸水马歇尔试验对冻融循环作用下温拌沥青-集料的粘附性能以及温拌沥青混合料的水稳定性能进行了研究。结果表明，I型温拌剂的加入由于改善了骨料涂层的性能提高了沥青-集料的粘附性能与沥青混合料的水稳定性能，而LKW与FY-WB温拌剂的加入均有所降低。随着冻融循环作用次数的增多，沥青-集料的粘附性能以及沥青混合料的水稳定性能降低，且降低速率逐渐变缓，在整个冻融循环周期内，HMA与WMA粘附性能与水稳定性能由好到差依次为：I-WMA、HMA、LKW-WMA、FY-WB-WMA。　　再次，通过室内半圆弯曲试验探究冻融循环作用对温拌沥青混合料的中、低温开裂性能的影响，并分别对J积分、断裂能GF与冻融循环作用次数关系曲线进行积分从而得到面积参数，以此对冻融循环作用下温拌沥青混合料在中、低温条件下的长期抗开裂性能进行了表征。结果表明，I型温拌剂的加入提高了沥青混合料的抗开裂性能，而FY-WB与LKW温拌剂的加入使得抗开裂性能有所降低，就冻融循环作用下长期抗开裂性能而言，由好到差依次为：I-WMA、HMA、FY-WB-WMA、LKW-WMA。　　最后，通过室内单轴静载蠕变试验对不同温度下的温拌沥青混合料的蠕变变形进行了研究，并基于修正Burgers模型对其蠕变应变曲线进行了拟合，从而得到温拌沥青混合料在不同温度下的蠕变参数，同时建立路面结构有限元模型，对荷载作用和连续变温条件下的温拌沥青路面车辙变形进行分析。结果表明，由于表面热交换以及太阳辐射等因素的影响下，随着气温的升高，沥青路面温度也随之升高，同时随着荷载作用次数的累积，路面的车辙变形逐渐变大，相比于热拌沥青混合料，三种温拌剂的加入均提高了沥青路面的高温抗车辙性能，提高效果由好到差依次为：FY-WB温拌剂、LKW温拌剂、I型温拌剂。
作者：	郭志栋
专业：	建筑与土木工程
导师：	滕旭秋;文华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2022