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原文传递基于表面能理论的温拌沥青混合料水稳定性研究

论文题名：	基于表面能理论的温拌沥青混合料水稳定性研究
关键词：	温拌沥青混合料;路面铺筑;水稳定性;沥青表面能;粘附功计算
摘要：	温拌技术作为一种节能环保型的新型绿色路面铺筑技术已在国内外得到了广泛的研究和应用。在研究和应用过程中,部分学者提出水稳定性可能是温拌沥青混合料大面积应用的一个技术瓶颈,因此温拌沥青混合料水稳定性已成为众多道路研究者所关注的热点,为此,本文应用目前在沥青混合料水稳定性研究方面应用广泛并得到了众多学者认可的表面能理论对温拌沥青混合料水稳定性展开了系统深入的研究。　　表面能理论认为沥青混合料体系内粘附功是影响沥青混合料水稳定性的一个重要因素。首先,选取了研究用原材料并进行了其基本性质检测,同时在现有的沥青、水与矿料三相体系的粘附模型的基础上,从Gibbs自由能概念出发,对该模型进行了验证与解释,以此为基础建立了沥青、温拌剂、水与矿料四相体系的粘附模型。接着选取了合适的沥青、温拌剂和矿料表面能测试及计算方法,确定了各种原材料表面能参数,同时进行了温拌剂对沥青表面能的影响分析,确定出不同粉胶比下的沥青胶浆表面能,分析了粉胶比变化对沥青胶浆表面能的影响。最后结合粘附模型及确定的各种原材料表面能参数进行了温拌沥青混合料体系内粘附功计算分析,从表面能理论出发探讨了温拌沥青混合料水稳定性。通过以上的研究与分析,取得了如下研究成果: 　　从Gibbs自由能概念出发对推导出沥青、水与矿料的粘附模型,该粘附模型表达式与现有文献中给出的粘附模型表达方式完全相同,说明从Gibbs自由能概念出发建立沥青、水与矿料的粘附模型的思路是合理的。在此基础上,建立了沥青、温拌剂、水与矿料四相体系的粘附模型。　　沥青表面能中非极性部分即范德华力占据主要作用,极性部分即lewis酸碱力相对而言对沥青表面能作用较小;改性沥青具有比基质沥青更大的内聚力。温拌剂表面能参数中,非极性分量占据主要部分,极性部分只占其总量的22％左右;温拌剂的添加既可以造成沥青表面能增加又可以降低沥青表面能。不同沥青制备的沥青胶浆随着粉胶比的变化其表面能没有呈现出规律性的变化。对于矿料而言,由于矿料来源不同、测试环境下空气中杂质含量以及试验操作误差等众多原因会导致表面能结果相差较大。　　无水条件下,胶结料为基质沥青时的温拌沥青混合料体系内粘附功要小于改性沥青,温拌沥青混合料体系内粘附功要大于热拌沥青混合料体系内粘附功;有水存在时温拌沥青混合料体系内粘附功急剧下降,下降幅度要大于热拌沥青混合料。　　胶结料选取不同,温拌沥青混合料体系内部粘附功计算结果不同,当矿料选为石灰岩制各温拌沥青混合料时,不论采用何种沥青,温拌沥青混合料水稳定性相比于热拌沥青混合料水稳定性不会降低。但对于花岗岩和玄武岩,胶结料选择不同时,其粘附功出现不规律的变化,因此在应用温拌技术时,需根据沥青混合料实际试验结果进行温拌沥青混合料原材料选择。
作者：	窦晖
专业：	道路与铁道工程
导师：	韩峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文