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植物沥青在热拌沥青混合料中的应用研究
| 论文题名： | 植物沥青在热拌沥青混合料中的应用研究 |
| 关键词： | 沥青路面;热拌沥青混合料;植物沥青;力学性能 |
| 摘要： | 随着新沥青路面的建设与现有沥青路面的维修改建工程的增多，对沥青的需求量呈上升趋势，寻求石油沥青的替代品应是予以思考研究的重要问题。基于可再生资源（如农作物、城市废料、农业与林业副产品等生物质资源）研发的非石油基植物沥青，具有可再生、环境友好、资源保护及良好的经济效益等优势，近年来国内外得到了初步研究和工程应用，成为一种潜在的石油沥青替代方案;但由于植物沥青成分的差异性和多样性，具体到某种植物沥青，其是否适用于沥青路面工程还需进行研究。 研究采用的原样植物沥青为玉米秸秆经高温高压氢化以及生物发酵等过程制备而得，在常温下为无固定性状的固体，外观呈深棕色，其粘温特性与石油沥青相似。通过对原样植物沥青热老化指数的探究确定原样植物沥青的处理工艺。采用加热的方式对原样植物沥青进行预处理，处理的最佳温度为120℃，时间宜为1h～2h;通过使用废旧橡胶粉、SBS、PPA对原样植物沥青进行改性，软化点均有所提高，针入度指数均有一定程度的降低，延度均明显降低，对原样植物沥青的改性效果并不明显。 为探讨植物沥青在热拌沥青混合料中的适用性，将植物沥青按不同的比例（分别为70号沥青质量百分比的5％、10％、15％）与70号沥青混合配制成植物基-复合沥青。通过沥青针入度试验、软化点试验、延度试验及旋转粘度试验研究了植物基-复合沥青的基本性能及粘温特性;通过车辙试验、低温弯曲试验与冻融劈裂试验研究了植物基-复合沥青(植物沥青掺量为10％) AC-13混合料的高温性能、低温性能与水稳性。试验结果表明，植物沥青的加入使得植物基-复合沥青的针入度有所下降，软化点提高，延度下降，但以上3个基本性能指标随植物沥青掺量的变化无明显规律;植物基-复合沥青的粘温特性与70号沥青相似，但粘度值降低;与70号沥青AC-13混合料相比，植物基-复合沥青AC-13混合料的高温性能、低温性能与水稳性均有所下降，但都能满足技术规范的要求。 对植物沥青掺量为10％的植物基-复合沥青和70#沥青混合料进行高低温弯曲蠕变试验，基于Burgers模型对弯曲蠕变试验得到的蠕变数据进行计算拟合，通过对粘度、应力松弛时间等指标的分析表明，植物基-复合沥青的高低温性能与70#沥青相比均有所降低，与混合料基本路用性能检测结果相吻合。 为进一步改善植物沥青性能，以废旧橡胶粉和SBS作为改性剂，采用正交试验设计方法设计试验方案，进行了极差分析与方差分析，得到最优方案为废旧橡胶粉掺量为15％、SBS掺量为2％、植物沥青掺量为15％。 |
| 作者： | 高洁 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘树堂 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2015 |
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