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临海环境下沥青及沥青混合料盐蚀机理研究
| 论文题名： | 临海环境下沥青及沥青混合料盐蚀机理研究 |
| 关键词： | 临海地区公路;沥青混合料;盐蚀破坏;黏附性;水稳定性 |
| 摘要： | 临海地区公路长期遭受盐分侵蚀，路用寿命不及预期，为探究临海地区沥青路面盐蚀破坏机理，本文分析了临海环境的盐蚀破坏特点，在室内模拟临海盐蚀环境，设置盐分干湿-冻融循环侵蚀模式，加速沥青及沥青混合料盐蚀破坏进程。从盐蚀沥青自身性能、盐蚀沥青-集料黏附性能、盐蚀沥青混合料水稳定性能三个角度，研究盐蚀的破坏规律和内在破坏机理。 对70号基质沥青、SBS改性沥青和TPS高黏沥青进行盐蚀循环处理，以三大指标试验、流变试验（DSR）和拉伸试验表征盐蚀沥青的常规性能、疲劳性能和内聚性能；采用原子力显微镜（AFM）观察沥青盐蚀前后的微观形态差异。试验结果表明：沥青盐蚀破坏后，高温性能上升，抗变形能力增强，低温延展性减弱，延度对盐蚀的敏感性最强；盐蚀加剧了沥青抗疲劳性能劣化，盐蚀循环20次后，疲劳性能下降程度：基质沥青＞SBS沥青＞TPS沥青；盐蚀增强了沥青拉伸强度和自身内聚性能，TPS沥青拉伸强度基础值最大，盐蚀中增幅最小，基质沥青则相反；微观层面，盐蚀后沥青表面粗糙度Ra降低，黏附性能和自愈合性能均衰减。 采用吊插法裹覆沥青薄膜形成试件，进行盐蚀循环处理，对循环后试件进行表面能试验，计算得到盐蚀沥青表面能及其分量、沥青-集料黏附功、沥青-集料-水三相体系剥落功、水稳定性指标ER，建立盐蚀环境下沥青-集料黏附性能衰变模型。结果表明，侵蚀环境下沥青表面能减小，沥青与集料的黏附功下降，沥青-集料-水三相之间的剥落功绝对值增大，ER值逐渐减小。即沥青与集料的黏附性能降低，表面能较大的集料更易与水分浸润，水分逐渐取代集料表面裹覆的沥青薄膜。 根据规范进行 PA-13和SMA-13沥青混合料配合比设计，确定集料级配和最佳石油比，成型标准马歇尔试件，进行盐蚀和水蚀循环处理。结果表明：盐蚀环境下沥青混合料空隙率增大，劈裂抗拉强度和TSR值均降低，即沥青混合料的结构稳定性降低，水稳定性减弱；盐蚀环境下盐分侵蚀作用大于水分冻融作用，水蚀环境下水稳定性和沥青混合料空隙率密切相关，空隙率越大，水稳定性越弱。 总结盐蚀沥青路面的破坏形式，即化学破坏、物理破坏和混合破坏。化学破坏为盐分子与沥青轻质组分发生化学反应，改变沥青疏水性和黏附性；物理破坏为盐溶液在沥青混合料结构内部析出结晶，晶体刺入沥青薄膜，降低沥青的胶结作用，沥青混合料强度和水稳定性降低；混合破坏为物理破坏的同时，刺入沥青薄膜盐晶体溶解，与沥青发生部分化学反应，同时扩大沥青与盐溶液接触面积。 |
| 作者： | 邓贤坤 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 朱洪洲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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