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利用片麻岩制备高等级路面材料的研究与应用
| 论文题名： | 利用片麻岩制备高等级路面材料的研究与应用 |
| 关键词： | 片麻岩;高等级路面材料;制备方法;沥青混合料;界面增粘剂 |
| 摘要： | 水造成的损害是我国高速公路沥青混凝土路面最严重的早期破坏原因之一。在诸多可控因素中，集料的岩石性质对沥青混合料的水稳定性能影响显著。片麻岩、花岗岩和砂岩等酸性集料由于与沥青较差的粘附性而使其在公路建设中得不到广泛应用。因此，研究酸性集料沥青混合料的水损害机理、优化设计并制备酸性集料沥青混合料，对于酸性集料在沥青混凝土中的应用具有重要的意义。 本文依托湖北省交通厅科技攻关项目—“武英高速公路高耐久多功能沥青面层系统优化设计及其工程应用”，结合工程实例，以片麻岩为酸性集料的代表，基于化学反应理论、表面能理论和表面构造理论分析了片麻岩沥青混合料水损害的内在因素，并基于路面结构行为理论，分析了片麻岩沥青混合料水损害的外在因素，探讨了片麻岩沥青混凝土的水损害机理。在此基础上，提出了片麻岩沥青混合料的优化设计方案：通过掺加自主研发的界面增粘剂、水泥及对矿料级配进行优化设计；制备出了水稳定性能与高温性能优良的片麻岩沥青混合料，浸水残留稳定度与1次冻融劈裂强度比分别达到92.8％、93.9％，4次冻融劈裂强度比超过80.4％，水稳定性能超过石灰岩普通沥青混合料；动稳定度超过5000次/mm，满足高等级路面使用要求。 根据化学分析和岩相分析的测试结果，基于表面能理论的分析，采用SBS、促进剂、稳定剂等开发的界面增粘剂，改善基质沥青与片麻岩集料的粘附性能，粘附等级达到5，同时在重交沥青中掺加6％的增粘剂后，沥青的软化点达到93℃，60℃粘度高达45000Pa·s，有利于提高混合料的高温性能；根据化学反应理论，添加2％的水泥抗剥落剂；根据路面结构行为理论，通过控制细集料用量、关键筛孔(0.075mm)和沥青油膜厚度对片麻岩沥青混合料的级配进行优化设计，提出片麻岩沥青混合料优化设计控制的关键点：AC-13关键筛孔2.36mm通过率：43％～49％；AC-20关键筛孔4.75mm通过率：46％～52％；AC-25关键筛孔4.75mm通过率：46％～52％。 采用本文的优化方案即通过掺加界面增粘剂、水泥和矿料级配优化，有效地解决了片麻岩沥青混合料水稳定性能不足、耐久性差的难题，并成功应用于武英高速公路。 |
| 作者： | 徐敏 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 丁庆军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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