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原文传递基于流变特性沥青高低温性能综合评价指标的研究

论文题名：	基于流变特性沥青高低温性能综合评价指标的研究
关键词：	沥青;流变特性;粘弹特性;高低温性能;评价指标
摘要：	高温稳定性和低温抗裂性是考核道路路面质量的两个重要指标。目前,沥青高、低温性能的评价方法大多是基于经验或半经验半理论为主的,并未从沥青及沥青混合料本身的材料特性出发,很难综合地反映沥青路面实际的路用性能。研究表明,沥青路面的高温车辙、低温开裂、疲劳破坏等问题均与沥青的流变特性有关。因此,应基于沥青流变特性角度提出合理的技术指标来更好的研究沥青的高低温性能,从而改善沥青路面的使用性能。本文从沥青本身的材料特性角度出发,对宽温、宽频条件下的沥青粘弹特性进行详细研究,建立了沥青流变特性与高低温性能之间联系,提出了可以综合评价沥青高低温性能的评价指标及技术标准,并对现有的高、低温指标进行综合研究比较,确定了对沥青高、低温性能影响较大的关键性指标。本文主要工作及成果总结如下: 　　对7种沥青在不同温度条件下进行动态剪切流变试验,利用时温等效原理获取不同沥青不同参考温度下的各粘弹参数主曲线,从宽温域、宽频率角度来系统研究沥青的粘弹性力学行为。对不同沥青的复数剪切模量、贮能剪切模量、损耗剪切模量及相位角的主曲线进行全面分析,通过各粘弹参数随温度的变化规律来了解沥青粘弹变化规律,并通过CAM模型进一步对各沥青复数剪切模量主曲线进行非线性拟合得到模型各参数,依据各参数的研究对各沥青的粘弹性进一步分析。　　通过分析可知,沥青的高低温性能与沥青粘弹比例有着密切关系。基于粘弹变形比例构建可以表征沥青粘弹特性的评价指标RJ,以综合评价沥青的高低温性能。同时,对该指标构建过程进行了说明,并分析了该指标的物理意义以及如何评价沥青高低温性能;通过时间扫描及频率扫描试验,对7种沥青的高低温性能综合评价指标RJ的影响因素进行研究,分析了不同沥青高低温性能综合评价指标RJ随温度及频率的变化规律;应用沥青高低温性能综合评价指标RJ对7种沥青的高低温性能及温度敏感性进行评价,并对各沥青的高温性能、低温性能以及温度敏感性的优劣进行排序。比较高低温性能及温度敏感性基础上,可以选出综合性能较优的沥青。　　分别采用高温车辙试验及低温小梁弯曲破坏试验对沥青高、低温性能的优劣进行评价,以此验证本文所提出的高低温性能综合评价指标RJ是必要的、也是可行的。结果表明,沥青混合料的高、低温性能与综合评价指标RJ的评价结果有很好的相关性,验证了综合评价指标RJ评价沥青高、低温性能的准确性与敏感性。　　分别对现有的各沥青高、低温性能评价指标进行详细研究与比较,分析各指标的优缺点,利用灰色关联系统对现有各高、低温性能评价指标及本文所提综合评价指标RJ评价结果进行归纳分析,确定可以合理有效的评价沥青高低温性能的指标。研究表明,无论是基质沥青还是改性沥青,综合评价指标RJ、零剪切粘度ZSV及蠕变柔量粘性成分Gv均可较好的评价沥青的高温性能;可以较好评价沥青的低温性能的指标有综合评价指标RJ、粘弹变形比例指标LJ及劲度模量S。研究结果进一步验证了本文所提出的综合评价指标RJ在评价沥青低温性能上的正确性及优越性。　　通过对现有沥青高低温性能标准的研究,提出高低温性能综合评价指标RJ的评价标准,具体说明了如何利用高低温性能综合评价指标的RJ优选沥青。对沥青的设计及选择是具有十分重要的理论研究价值和实际工程意义,也为沥青路面高低温性能的统一设计研究奠定了基础。
作者：	李晓琳
专业：	道路与铁道工程
导师：	谭忆秋
授予学位：	博士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文