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原文传递基于界面特性的温拌再生沥青混合料水稳性能研究

论文题名：	基于界面特性的温拌再生沥青混合料水稳性能研究
关键词：	路用材料;温拌再生沥青混合料;水稳性能;界面特性
摘要：	温拌（再生）沥青混合料作为一种新型的节能、环保路用材料，在国内外得到广泛的应用与研究;但部分研究指出温拌（再生）沥青混合料劈裂强度以及水稳性能是该项技术推广的技术瓶颈。因此，本文基于表界面能基本原理，对Sasobit(R)温拌（再生）沥青混合料的劈裂强度以及水稳性能进行深入研究。　　本文首先对原材料基本性能进行测试，分析Sasobit(R)对沥青基本性能的影响;采用红外光谱分析Sasobit(R)掺配前后沥青官能团的变化。另外，由于回收沥青混合料RAP(Recycled Asphalt Pavement)材料变异性对温拌（再生）沥青混合料性能评价产生较大影响，因此结合再生实体工程，重点分析了RAP材料变异性，且验证RAP破碎、筛分对变异性控制的效果。　　在保证原材料稳定的前提下，参照普通热拌沥青混合料配合比设计方法进行AC13-C型Sasobit(R)温拌（再生）沥青混合料配合比设计;在此基础上进一步分析温拌剂掺量、RAP掺配、矿料种类、抗剥落剂对Sasobit(R)温拌（再生）沥青混合料冻前强度、冻后强度及TSR的影响。　　其次，基于材料表界面基本原理，从理论上分析沥青混合料表界面特性，且对沥青混合料中沥青-矿料粘附功、沥青内聚功进行相应公式推导;采用躺滴法测定不同外加剂（温拌剂、抗剥落剂）条件下沥青的表面自由能、极性分量及色散分量，分析外加剂对沥青表面自由能及各分量的影响;其次分别采用毛细管上升法、BET吸附试验测定矿料（石灰岩、花岗岩）的表面自由能、极性分量、色散分量及比表面积;采用扫描电镜观测矿料表面结构形态，对比表面积进行佐证;基于以上沥青、矿料基本参数，计算分析沥青与矿料的粘附功、沥青内聚功。　　最后，将材料表界面特性与沥青混合料劈裂强度、水稳性能进行关联分析，主要从沥青表面自由能、极性分量、色散分量、沥青-矿料粘附功以及RAP掺配后界面能变化与混合料冻前、冻后劈裂强度关系，以此合理解释本文中沥青混合料冻前、冻后强度变化规律;另外，对TSR与界面粘附特性进行探讨分析，为提高温拌（再生）沥青混合料劈裂强度及水稳性能提供理论基础。　　研究结果表明:采用表界面自由能理论可较好解释沥青混合料冻前、后劈裂强度及水稳性能;Sasobit(R)降低了沥青的表面自由能、色散分量、增大极性分量，导致Sasobit(R)温拌沥青混合料的冻前、后劈裂强度降低;而RAP掺配后冻前、后劈裂强度增大其原因主要为新-旧沥青粘附功远大于新沥青-新矿料粘附功导致;尝试分析表面自由能及相关参数与混合料TSR之间关系，对于温拌沥青混合料水稳性而言，沥青-矿料粘附功与沥青内聚之差C与TSR变化规律基本一致，C值越大，沥青混合料水稳性能越好，反之亦然;在有水、无水条件下沥青-矿料粘附功差值与无水粘附功之比α，与TSR变化趋势基本相似;α越大，沥青混合料抗水损能力越强;对RAP掺配后TSR下降原因做探讨分析，发现RAP掺配明显降低了有水状态、无水状态界面粘附功之差，进一步降低混合料水稳性能，但对此结论需进一步验证。
作者：	成志强
专业：	道路与铁道工程
导师：	朱洪洲;唐伯明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文