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钢渣沥青混合料微波加热老化性能研究
| 论文题名： | 钢渣沥青混合料微波加热老化性能研究 |
| 关键词： | 道路路面;钢渣沥青混合料;微波加热;老化性能 |
| 摘要： | 钢渣是钢铁冶炼工业生产过程中的主要副产品，具有优异的物理力学性能，可作为集料应用于道路工程中。因钢渣中含铁量较高，具有良好的微波吸收和微波加热潜力。然而，运用微波加热技术对钢渣沥青路面养护的过程中，容易引起沥青的老化，影响沥青路面的服役性能。本文针对钢渣沥青混合料微波加热过程中沥青老化问题，采用微波加热设备对SBS改性沥青及钢渣沥青混合料进行微波老化试验，研究了沥青微波老化前后的基本性能、流变性能和微观性能以及微波加热对钢渣沥青混合料路用性能和黏附性能的影响。 通过设计微波加热沥青老化试验方法，开展微波加热SBS改性沥青老化前后的基本性能、流变性能和微观性能试验。结果表明，随着微波加热循环次数（微波加热时间）的增加，SBS改性沥青的针入度和延度降低，软化点增加。微波加热循环50次后沥青的延度、软化点与旋转薄膜烘箱老化效果相当。经过微波老化后的沥青应变恢复率随温度的升高而降低，不可恢复蠕变柔量随温度的升高而增加；随着微波加热循环次数的增加，应变恢复率升高，不可恢复蠕变柔量下降。随着微波加热时间的增加，沥青中的羰基和亚砜基官能团增多、沥青质增加。微波老化后沥青中“蜂状结构”数量减少、“蜂状结构”面积逐渐增大，沥青表面粗糙度增大。 基于表面自由能、矿物组分与化学成分、傅里叶红外光谱和扫描电镜试验研究微波加热对钢渣沥青混合料黏附性能的影响。表面自由能结果表明，微波加热老化后的沥青与钢渣的黏附功下降。在有水环境下，剥落功上升，配伍率下降，即沥青老化后与集料的黏附性下降，易发生剥落，从而导致钢渣沥青混合料水稳定性下降。X-射线衍射与X-射线荧光光谱结果表明，钢渣具有较强的碱性，沥青老化过程中生成羧基与钢渣中碱性成分发生反应，在一定程度上提高了沥青与集料间的黏附强度。傅里叶红外光谱结果表明，沥青与钢渣相互作用的化学反应主要集中在3500 cm-1~3750 cm-1处，其反应生成硅烷作为耦合剂增强了沥青和钢渣之间的黏附性。扫描电镜结果表明，钢渣的表面粗糙且具有多孔结构，为沥青渗入提供了更大的界面，沥青老化后表面粗糙度增大，在一定程度上增强了沥青与钢渣的黏附性。 自行设计了微波加热钢渣沥青混合料老化试验方法，对集料和SMA-13型钢渣沥青混合料进行微波加热试验，研究微波加热循环次数（微波加热时间）对集料传热性能和钢渣沥青混合料路用性能的影响。结果表明，钢渣的升温速率明显高于玄武岩与石灰石。随着微波加热循环次数的增加，钢渣沥青混合料的高温稳 定性有所提高，但其水稳定性和低温抗裂性均有所下降。 |
| 作者： | 李静雯 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 赵毅 |
| 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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