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原文传递水泥--改性乳化沥青半柔性混合料性能研究

论文题名：	水泥--改性乳化沥青半柔性混合料性能研究
关键词：	水泥-改性乳化沥青胶浆;半柔性路面;力学性能;路用性能
摘要：	半柔性路面材料根据柔变刚的思路，将水泥砂浆灌入大空隙沥青混合料中，既有水泥路面良好的高温稳定性，又有沥青路面黏结力强、行车舒适等优势，将半柔性混合料用于道路中面层，可以提升道路抗车辙和抗裂能力。将改性乳化沥青应用到半柔性路面的母体混合料中，可以提高半柔性路面的施工效率，节能减排，具有很好的经济性，但改性乳化沥青所制成的混合料形成强度所需的时间较长，无法满足半柔性路面对母体沥青混合料早期强度的要求，因此本文着重研究并设计出适用于半柔性混合料中的母体沥青混合料能够快速形成早期强度且性能优异的水泥-改性乳化沥青胶浆，并对拌合成型的母体沥青混合料和半柔性材料的性能进行试验研究。　　首先通过查阅国内外学者提出的各种沥青混合料级配设计方法，针对SFP-16半柔性混合料中母体沥青混合料所需要的大空隙密实骨架结构，选择粒子干涉理论中的分级掺配法设计出空隙率为20％、25％、30％的母体沥青混合料配合比，又针对灌浆料的性能指标通过试验设计出水泥砂浆的配比，并通过外加剂对水泥砂浆进行干缩优化，最后进行灌浆试验计算出三种空隙率下的灌注率均超过95％,符合半柔性材料对灌浆饱和度的要求。　　为设计出高性能的改性乳化沥青，将不同乳化剂掺量的乳化沥青进行蒸发残留物试验以及储存稳定性试验确定SN-60阳离子乳化剂的最佳掺量为2.6％,无水氯化钙最佳掺量为4％,最佳PH值为2-3,油水比为7∶3。对水性环氧树脂和固化剂不同比例和改性剂不同掺量的改性乳化沥青进行蒸发残留物试验、黏附性试验和高温剪切流变试验得出，水性环氧树脂和固化剂的最佳比例为5∶1,最佳掺量为15％,在此配比下，沥青的针入度提升15％,软化点提升29％,5℃延度提升24％,与集料的黏附性提高了1.5倍且高温性能有明显提高。　　通过试验对比得出水泥-改性乳化沥青胶浆中水泥的最佳掺量为15％,在剪切流变试验中发现水泥掺量在低于20％时在经过剪切后能够很好的分散在乳化沥青中，并且能够提高粘度，母体沥青混合料的马歇尔试验和车辙试验结果显示水泥掺量为15％时母体沥青混合料的稳定度和流值分别提高81％和24.2％,动稳定度提高1.5倍。变化油石比对母体沥青混合料进行谢伦堡沥青析漏试验及肯塔堡分散试验，通过变化曲线确定设计孔隙率为20％、25％和30％的最佳油石比分别为4.0％、3.9％和3.6％,且从马歇尔稳定度试验测试结果来看，三种母体沥青混合料能够满足空隙率和力学性能要求。　　最后对三种空隙率下的SFP-16半柔性材料进行力学试验和路用性能试验，试验包括劈裂试验、车辙试验、低温劈裂试验和低温弯曲试验，通过劈裂性能试验发现半柔性材料的抗弯抗裂强度较高，但是随着水泥掺量增大材料的韧度下降，水泥掺量达到30％时相比水泥掺量为20％的半柔性混合料断裂韧度下降40％,通过路用性能试验发现半柔性混合料的路用性能远高于沥青混合料，相比沥青混合料，母体沥青混合料空隙率为20％、25％、30％的半柔性混合料高温稳定性分别提升23.2％、60.1％、92.2％,水稳定性分别提升10.1％、13.7％、14.1％,低温下半柔性混合料的抗弯拉强度较高，且养护时间对半柔性混合料的低温性能和水稳定性影响较大。
作者：	庞国强
专业：	土木水利
导师：	马培建
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2023