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硬质沥青在排水路面中的应用研究
| 论文题名： | 硬质沥青在排水路面中的应用研究 |
| 关键词： | 硬质沥青;硬质高粘改性沥青;流变性能;路用性能;排水沥青混合料 |
| 摘要： | 在我国排水沥青路面的应用中，所需的高粘沥青通常是由70#、90#基质沥青与高粘改性剂改性而成，而以标号较低的硬质沥青制备高粘沥青的可行性尚无人研究，人们对硬质沥青制备的高粘沥青的性能也知之甚少。且在我国南方高温多雨地区，排水沥青路面应具有足够的高温性能与水稳定性能，故所需的高粘改性剂掺量较高，然而是否可采用硬质沥青制备高粘沥青以减少改性剂掺量，该方法也值得进一步研究。基于此，本文尝试用硬质沥青制备高粘沥青，并对改性后的沥青及其混合料性能进行分析研究，以期为硬质沥青在南方高温多雨地区排水沥青路面的应用推广中，提供一定理论依据。 首先，本文通过分析30#硬质沥青的基本性质，发现其并不能直接用于排水沥青混合料中，故选用TPS、ZR增韧剂及SBS三种改性剂对其进行改性，并对改性后的沥青展开了高温、低温、感温以及抗老化等常规性能方面的试验，并结合规范要求，得到了TPS、ZR、SBS的推荐掺量为10%、10%、6%。 其次，在推荐掺量的基础上，研究了不同温度范围下三种硬质高粘改性沥青的高温、低温流变特性。通过温度扫描、多重应力蠕变试验研究了硬质高粘改性沥青的高温流变特性，发现其粘弹特性比相同条件下的普通高粘改性沥青更稳定，高温下抗变形能力更强，其中又以TPS型硬质高粘沥青表现出更稳定的粘弹特性。通过稳态流动试验，拟合得到了高粘沥青的60℃零剪切粘度，并分析了零剪切黏度与60℃动力粘度之间的相关性。同时，通过低温弯曲蠕变试验（BBR）研究了-12℃~-24℃下硬质高粘改性沥青的的低温抗裂性能，发现ZR增韧剂对沥青低温性能的提升更为显著。 然后，选择OGFC-13级配进行了排水硬质沥青混合料配合比设计，并分析了三种排水硬质沥青混合料的路用性能。结果表明，排水硬质沥青混合料高温性能与水稳定性能均优于普通排水沥青混合料，但其低温性能较差，三种硬质沥青混合料中，TPS型沥青混合料的高温抗变形能力与水稳定性能表现更优，而ZR型沥青混合料低温抗裂性能表现最好，能满足规范中冬温区使用要求。抗滑性能上，排水硬质沥青混合料与普通排水沥青混合料均拥有良好的抗滑效果，具有良好的宏观构造。 最后，根据路用性能结果，采用灰关联分析法对高粘沥青高温、低温指标与路用性能的相关性进行了分析，发现60℃零剪切粘度是基于混合料动稳定度得到的最佳高温评价指标，-18℃蠕变速率m是基于混合料最大弯拉应变得到的最佳低温评价指标。 |
| 作者： | 弓鑫 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 韩森 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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