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原文传递基于表面活性剂的温拌沥青混合料的设计及相关性能研究

论文题名：	基于表面活性剂的温拌沥青混合料的设计及相关性能研究
关键词：	沥青混合料;配合比;设计方法;表面活性剂;压实性能
摘要：	温拌沥青混合料由于其拌和温度一般比相应的热拌沥青混合料有较大幅度的降低，从而使该类混合料具有环保、节能以及减少胶结料老化等方面的优点。近几年，国内对该类技术越来越关注，从2005年开始较为正式地对温拌沥青混合料进行研究和应用。从国内外所出现的各种温拌工艺中，本文选择新近出现、备受各界关注的基于表面活性剂的温拌沥青混合料(浓缩液法)进行研究。通过理论分析和试验研究相结合的方法，重点解决该类温拌混合料在应用之初迫切需要明确的配合比设计方法以及性能评价等几个方面的内容，通过探索揭示了基于表面活性剂的温拌沥青混合料的规律特点。有关研究内容及结论概括如下：　　 (1)分析了温拌机理。在拌和过程中残存在混合料中的水微粒起到了润滑作用，提高了温拌混合料的和易性及压实性能。　　 (2)评价了表面活性剂对沥青性能的影响。模拟施工时的状况将表面活性剂水溶液加入到(改性)沥青中，再进行指标测试，研究结果表明：表面活性剂对胶结料常规指标的影响不显著，通过胶结料粘温曲线得到的混合料拌和及成型温度是不合理的。　　 (3)验证了表面活性剂水溶液对沥青混合料和易性的改善作用。通过与拌和桨相连电路中电流的变化来表征混合料的和易性，在室内测试了拌和电路中的电流变化，结果表明：表面活性剂的加入大大提高了温拌沥青混合料的和易性。　　 (4)探讨了基于表面活性剂的温拌沥青混合料的压实性能。混合料的压实性能采用成型试件的空隙率大小来表征。研究结果表明：基于表面活性剂的温拌沥青混合料可有效提高混合料的压实性能；在一定温度范围内成型温拌混合料，存在试件的空隙率差别不大的情况。　　 (5)提出了基于表面活性剂的温拌沥青混合料的设计步骤。通过进行两类级配并变化两种胶结料的配合比设计，提出了现阶段该类温拌混合料的设计方法：即先进行同样条件下的热拌沥青混合料的配合比设计，确定合理级配和油石比；然后，以此为基础变化不同的温度进行温拌沥青混合料的拌和及成型，以预期空隙率为目标选择合理的成型温度；最后，以该配合比和成型温度，拌制温拌沥青混合料并进行性能验证。如果不满足设计要求，则需查找原因必要时对配合比设计适当微调再次进行温拌混合料的性能验证。　　 (6)比较了基于表面活性剂的温拌沥青混合料的性能。研究结果表明：基于表面活性剂的温拌沥青混合料的性能完全可满足现行规范要求并可达到相应的热拌沥青混合料性能；另外，在冻融劈裂试验残留强度比、车辙动稳定度方面温拌混合料有不同程度的提高，尤其是对普通沥青混合料的车辙动稳定度提高显著；还有，温拌混合料的疲劳性能可达到相应热拌混合料的测试值，有些情况下改善明显。　　 (7)测试了温拌工艺对混合料中胶结料老化程度的影响。从拌和楼中取得不同出料温度的混合料，模拟其施工阶段的老化，然后再从该混合料中抽提出沥青并测试针入度、软化点以及延度等指标。经与热拌沥青混合料比较后发现：温拌沥青混合料中沥青的老化程度可大大降低，有利于保证沥青路面的耐久性能。　　 (8)测试并分析了温拌沥青混合料的节能及减排效果。研究结果表明，沥青混合料采用温拌技术可明显减少温室(有害)气体的排放，例如二氧化碳和沥青烟的排放分别下降60.0％和80％以上；同时，基于表面活性剂的温拌沥青混合料可比相应的热拌沥青混合料节能20％以上。
作者：	秦永春
专业：	道路与铁道工程
导师：	孙立军
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：	2009
正文语种：	中文