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原文传递温拌橡胶沥青结合料及其胶浆性能研究

论文题名：	温拌橡胶沥青结合料及其胶浆性能研究
关键词：	橡胶沥青;正交试验;胶浆性能;路面铺筑
摘要：	用废胶粉改性沥青铺筑路面，是集节能和环保为一体的不可再生能源再生利用的有效途径。但是，橡胶沥青及其混合料的拌和和压实温度远高于普通沥青混合料，以致橡胶沥青在施工温度下粘度过大，严重影响施工性能。本文在橡胶沥青中融入温拌料的技术来解决上述问题。通过室内试验对温拌橡胶沥青结合料及胶浆的性能做了系列研究工作，并就结合料低温性能参数之间的关系方面提出了一些见解。有代表性的选取40目、60目和80目三种规格的常温轮胎胶粉，和一种温拌沥青改性剂W，采用四因素三水平的正交表L9（34）来安排试验方案。以针入度、软化点、延度、旋转粘度试验和BBR试验的相关指标及弹性恢复为路用性能的考核指标，通过方差分析和极差分析相结合考核了胶粉目数、胶粉掺量和W掺量对上述指标的影响规律和影响程度。结果表明胶粉目数对除软化点和弹性恢复外的其他考核指标来说都是最重要的影响因素，但各指标随胶粉目数的变化规律不一致，并不是胶粉越细结合料相关性能越好，且用60目和80目胶粉改性的结合料的性能指标比较接近；胶粉掺量的影响程度次之，除蠕变速率m外，其余性能指标均随胶粉掺量的增大而有所改善；W对软化点是最为重要的影响因素，对其他指标都是次要的影响因素，但总体来说，较大的W掺量对改善橡胶沥青的高温性能和温度敏感性是有利的，但对低温性能稍有不利影响。通过比较橡胶沥青结合料和温拌橡胶沥青结合料高、低温性能及温度敏感性可知，W的加入使橡胶沥青的针入度有较大幅度下降，针入度指数增大，塑性温度范围扩大，5℃延度稍有降低，软化点显著提高；粘度减小，且降低幅度随温度的升高而增大。与橡胶沥青相比，温拌橡胶沥青的拌和和压实温度分别降低了27℃和25℃。BBR试验表明W对结合料的低温性能是不利的，但这种副作用随着温度的降低变得不明显；DSR试验显示随温度的升高，复合模量减小，相位角增大，因此，车辙因子呈现明显的下降趋势。表明随温度的升高，结合料逐渐由弹性向粘性转化，在荷载作用下越容易产生永久变形，掺加W后，试验温度范围内结合料的弹性成分增加。通过对掺加W前后两种胶浆的粘度、BBR和DSR试验研究可知，随粉胶比和W含量的增大，粘温指数有较大幅度降低，低温λ值变小，G*/sinδ值呈二次多项式规律增加，即较大的粉胶比和较多的W含量对降低胶浆的温度敏感性和改善高温性能是有利的，但低温抗变形能力变差。对结合料低温性能参数之间的关系进行了研究。通过数学推导，建立了蠕变速率m（t）与蠕变劲度S（t）之间的物理关系式，并据此建立了一种比较材料低温性能优劣的方法。利用正交表中9种不同配比温拌橡胶沥青结合料的BBR试验结果对所建物理方程的正确性进行了验证，并对材料不同低温性能参数之间的相关性进行了分析。分析表明，劲度蠕变速率与松弛时间、劲度蠕变速率与耗散能比以及劲度蠕变速率与劲度比和耗散能之间具有良好的线性相关性。但延迟时间与其它低温性能之间、耗散能比与劲度之间没有相关性。
作者：	商淑杰
专业：	道路与铁道工程
导师：	刘树堂
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文