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原文传递轮胎橡胶粉改性沥青路用性能及应用研究

论文题名：	轮胎橡胶粉改性沥青路用性能及应用研究
关键词：	轮胎橡胶;橡胶粉改性沥青;路用性能;改性沥青混合料;橡胶沥青;改性沥青路面;性能指标体系;工艺;高温稳定性;低温抗裂性;材料;综合性能;使用性能;湿法;低温性能;共同作用机理;水损坏;设计和施工;汽车保有量;抗变形能力
摘要：	由于近年来气候转暖，以及超限和超载运输的普遍存在，加之高等级公路骨架网初步建成，车辆行驶速度明显提高，我国公路路面受荷越来越多地体现出了高温、高荷载和高动水压力的特点。路面材料对高温稳定性、抗水损坏能力、低温抗裂性、耐久性等使用性能的要求都比以往有了不同程度地提高，对综合性能好的材料的需求不断增长。另一方面，经济水平跨越一定的阈值水平后，我国汽车保有量进入高速增长期，如不加以合理处置，废旧轮胎的堆积很快就会演化为严重的环境问题。轮胎橡胶难以自然降解，再生橡胶和燃烧都会造成污染。同时，轮胎橡胶的设计目标是各种极端的道路气候和荷载条件，综合性能大大优于沥青。如果能够将废旧轮胎橡胶用于提高沥青混合料的综合使用性能，将形成环境保护、废物利用和延长道路寿命的三赢局面，社会和经济效益巨大。本文的研究分为沥青和橡胶共混工艺、橡胶沥青性能指标、橡胶粉改性混合料 (干法和湿法)性能和指标、橡胶颗粒和沥青共同作用机理、橡胶粉改性沥青路面设计和施工、若干橡胶粉改性沥青混合料环境相关问题等几块。首先，考虑两种主要原材料性质、共炼反应工艺流程两个方面，研究了沥青和橡胶粉共混反应和其他聚合物改性的异同，讨论了湿法工艺生产橡胶沥青的若干核心问题。而后，分别针对沥青和沥青混合料，全面评价了橡胶粉改性沥青(干法和湿法两个工艺)的路用性能。沥青试验结果证明，轮胎橡胶粉能够显著地改善沥青的高温和低温性能，特别是低温性能，可以同时提高低温柔性和抗变形能力。40目以下轮胎橡胶粉加入混合料，不会造成实际沥青用量的明显增加。轮胎橡胶粉的加入，会降低混合料的强度。但是，高温稳定性、低温抗裂性和抗水损坏性能都有不同程度地提高，表现了明显的综合改性的特征。在这些工作的基础上，本文建议了橡胶沥青和橡胶粉改性沥青混合料性能指标体系。再次，从复合材料细观层次，分析了强度和性能宏观指标表现不一致的原因，以及低温条件下柔性橡胶和脆性沥青材料共同作用的机理。较好的解释了试验研究中遇到的各种现象。研究过程中，笔者参与了在桥面铺装和旧路改造工程中的橡胶粉干法试验路工程，研究了干法施工工艺和施工控制指标问题。结合国外成果，对橡胶粉在路面工程中的应用方向和结构设计提出了建议。最后，综合国外研究成果和施工体会，讨论了橡胶粉改性沥青路面再生和环保相关问题。关键字：轮胎橡胶，橡胶粉，改性沥青，沥青路面，干法，湿法，橡胶沥青
作者：	黄文元
专业：	道路与铁道工程
导师：	孙立军;王旭东
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2004
正文语种：	中文