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原文传递 PE裂解蜡辅助泡沫温拌沥青及混合料性能研究

论文题名：	PE裂解蜡辅助泡沫温拌沥青及混合料性能研究
关键词：	沥青路面;泡沫温拌沥青;PE裂解蜡;混合料性能
摘要：	近几年，泡沫沥青因其节能、减排等优良的特性广泛应用于沥青路面中。泡沫沥青混合料与传统热拌沥青混合料相比，能够降低施工温度、减少有害气体的排放、改善施工和易性、减少对施工人员健康的损害，符合我国绿色低碳环保的要求。但泡沫温拌技术对沥青的拌和及施工温度的降幅有限。此外，废塑料垃圾对环境造成了严重的危害，我国每年产生大量塑料垃圾，如何将废塑料垃圾高效资源化利用成为当今的热点话题。通过催化裂解法可以将废塑料制成相对分子量较低的石蜡，该石蜡能作为沥青温拌剂使用，改善沥青在施工中的和易性。基于此，本文以PE裂解蜡为改性剂，辅助沥青发泡，以期在泡沫沥青温拌技术的基础上进一步降低施工温度，实现复合温拌效果。本文的主要研究内容与结论如下：　　（1）首先根据泡沫沥青的两大评价指标，膨胀率（ER）和半衰期（HF）确定最佳发泡温度及最佳用水量，并对沥青发泡影响因素进行显著性分析。本文确定泡沫沥青的最佳发泡温度为120℃，最佳用水量为4%，膨胀率为2.03倍，半衰期为19.6s。其次，再加入不同掺量的PE裂解蜡对沥青进行改性后发泡，制得PE裂解蜡改性泡沫沥青。最后，将制得的PE裂解蜡改性泡沫沥青进行三大指标、布氏旋转黏度试验。结果表明，PE裂解蜡的加入使得泡沫沥青的软化点提高、延度和针入度下降，并在泡沫沥青的基础上进一步降低了沥青的黏度，其沥青的拌和及施工温度范围也进一步降低，PE裂解蜡掺量为5%时，其降温范围是泡沫沥青的5.6~7.6倍。综合考虑各项性能指标，推荐PE裂解蜡的最佳掺量为5%。　　（2）依据温度扫描、差式扫描量热（DSC）、线性振幅扫描（LAS）、频率扫描、接触角试验分析PE裂解蜡改性泡沫沥青高温性能、低温性能、疲劳性能、黏附性能。结果表明，PE裂解蜡的加入提高了泡沫沥青的高温性能、疲劳性能，对低温性能和黏附性能有一定的影响，但影响较小。　　（3）对沥青样品进行短期老化，进行三大指标、多重应力蠕变恢复试验，研究其基本性能指标的变化以及老化对沥青高温性能的影响，并通过荧光显微镜和傅里叶红外光谱试验对沥青进行微观分析。研究发现，老化之后的PE裂解蜡改性泡沫沥青软化点升高、针入度和延度降低，高温性能提升；PE裂解蜡和沥青相容性良好，均匀分散在沥青中；PE裂解蜡在沥青中为物理改性。　　（4）选择AC-13级配进行沥青混合料配合比设计，确定最佳沥青用量和最佳拌和及压实温度。通过车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能进行评价。结果表明，PE裂解蜡改性泡沫沥青混合料的最佳油石比为4.7%，最佳压实温度为127℃，比70#基质沥青混合料降低了 23℃，在泡沫沥青混合料的基础上进一步降低了 4℃。高温性能有所提升，低温性能和水稳性能有一定的负面影响，但仍满足施工规范要求。
作者：	周丹
专业：	交通运输
导师：	李传强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023