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橡胶沥青及其混合料低温增韧方法研究
| 论文题名： | 橡胶沥青及其混合料低温增韧方法研究 |
| 关键词： | 沥青路面;橡胶沥青;混合料;改性处理;低温增韧机理 |
| 摘要： | 废旧橡胶是一种难以降解的高分子材料，采用废旧橡胶粉改性沥青不仅可以提高沥青的高温稳定性、低温抗裂、抗老化、抗疲劳等性能，同时对其进行了合理利用，减轻了废旧轮胎堆积对环境产生的不利影响。在橡胶沥青的众多优点中，低温抗裂性能尤为突出其在低温时的劲度模量远低于SBS改性沥青，更能有效改善沥青路面低温抗裂能力。与美国等发达国家相比，我国的路用橡胶沥青技术仍处于起步阶段，且由于其高温性能不如SBS改性沥青而使重载路段路面较早的出现车辙等高温病害，从而没有对橡胶沥青低温抗裂这一绝对优势进行充分利用，在推广使用上难以进一步展开。因此，如何充分的利用橡胶沥青，更好的开发其优势性能，已成为未来研究急需解决的问题。 本文通过室内试验，为突出低温性能，选择壳牌90#沥青为母体沥青，使用四种掺量（内掺18％、20％、22％、24％）、三种粒径(20、40、60目)的废旧轮胎胶粉制备橡胶沥青。首先研究了不同掺量、不同粒径的废旧轮胎胶粉对橡胶沥青SHRP性能指标以及基本技术指标的影响规律，其中着重研究对低温韧性的影响。选择Burgers模型对其低温性能规律进行了进一步分析，通过计算所得的粘弹性参数及松弛、延迟时间，并结合试验数据确定了低温增韧型橡胶沥青的基础配比（胶粉粒径60目，内掺22％）。 从橡胶沥青的改性机理出发，以60目，内掺22％的橡胶沥青为研究对象，选择温拌剂Sasobit、橡胶类改性剂USP、橡胶工业填充油环烷作为降粘增韧外掺剂，研究了外掺剂对橡胶沥青低温韧性的影响。结合SHRP性能指标、基本技术指标及Burgers模型计算所得数据，得到使用环烷油的效果最优，并确定其最佳掺量为8％。 结合马歇尔体积指标选定矿料级配，并通过马歇尔试验确定了低温增韧型橡胶沥青混合料ZRARHM-13(w)及普通橡胶沥青混合料ARHM-13(w)的最佳油石比。在各自的最佳油石比状态下，结合水稳定性试验、低温小梁弯曲试验、60℃车辙试验结果并进行经济效益分析，结果显示，ZRARHM-13(w)混合料的单价成本较ARHM-13(w)高出10.5％，其低温性能提高83.9％，高温性能降低17.2％,但依然符合规范要求，其余性能相当。可见，低温增韧型橡胶沥青ZRAR（60目胶粉内掺22％+环烷油8％）的经济效益突出，在严寒地区使用ZRAR作为沥青混合料的胶结料能显著提高路面的低温抗裂性能，同时其他的道路使用性能也能得到保障。 |
| 作者： | 王尉 |
| 专业： | 交通运输工程；道路与铁道工程 |
| 导师： | 凌天清;何亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
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