硅藻复合改性沥青混合料关键技术研究

发布时间：2020-04-28 01:29

【摘要】：硅藻是一种化石性非金属矿,主要由硅藻遗骸和软泥固结而成。其形体尺寸为一微米到几十微米具特殊理化性质的微孔结构,该微孔结构能吸收沥青中的油分,从而使沥青质的含量相对提高,改善了沥青混合料的性能。我国是第二大硅藻生产国,如能将硅藻很好的应用在公路建设中,对资源的充分利用及提高沥青混合料的性能均有重要意义。并且相对其它改性剂,硅藻经济实惠。国内外很多研究已经证明,掺入一定量硅藻的沥青混合料,其高温稳定性等性能将得到一定改善。但硅藻沥青混合料的路用性能有限,其动稳定度基本无法超过4000次/mm。故充分挖掘硅藻在沥青混合料改性中潜在的性能价值非常有必要。本文基于掺入硅藻、岩沥青的沥青混合料的动稳定度、水稳定性、低温抗裂性能、老化性能、疲劳性能等路用性能的研究,对比分析硅藻复配岩沥青的沥青混合料的路用性能。以沥青的三大指标和布什旋转粘度为指标,研究硅藻与橡胶树脂的比例;基于硅藻橡胶树脂改性沥青混合料的路用性能,分析研究该改性剂的最佳掺量;且从微观角度分析硅藻复合改性剂对沥青性能增强的成分。并依托工程,进行试验段,验证硅藻橡胶树脂改性沥青混合料的性能。研究得到硅藻橡胶树脂改性剂中各成分的比例、改性剂造粒方法,得到硅藻橡胶树脂改性沥青混合料中改性剂的最佳用量,硅藻橡胶树脂改性沥青混合料的良好路用性能,且经济可行。
【图文】：

试验室,试验机

用应力控制方式研究沥青混合料的疲劳特性比较接近于中国实际路面结构的疲劳特性，是合适且可行的。本次试验采用英国Cooper公司生产的沥青混合料基本性能测试仪UTM-2（5图2.1）进行测试，试验试件采用标准马歇尔击实试件，先进行马歇尔试件的 15℃的劈裂试验，得到劈裂试验荷载的最大值 PT（平行 4 个试件），应力比=试验荷载/最大荷载，然后按照不同的应力比（0.35、0.4、0.45）进行不同应力比情况下的疲劳性能试验，具体疲劳性能试验测试设置条件为：15℃（空气浴 5 小时以上进行试验），半正弦波，加载时间0.1s 卸载时间 0.4s。图 2.1 试验室用 UTM-25 试验机图 2.2 试验过程采用的波形控制2.2 基础沥青配合比设计在室内进行了基础沥青配合比设计，同时与 SBS 改性沥青混合料以及抗车辙剂改性沥青混合料的各项路用性能进行对比。

波形控制,试验过程

混合料的疲劳响应与加载有两种控制方式：控制应力和控制应变。应力控制方式的现能力较好，试验时间较短，试验结束试件断裂，疲劳破坏的定义明确。控制应变方下，试件一般不会出现明显断裂破坏，而一般以混合料劲度下降到初始劲度的 50% 或低时为疲劳损坏标准，因此具有一定的随意性，且在技术应用上存在一定困难。固采应力控制方式研究沥青混合料的疲劳特性比较接近于中国实际路面结构的疲劳特性合适且可行的。本次试验采用英国Cooper公司生产的沥青混合料基本性能测试仪UTM-2（5图2.1）行测试，试验试件采用标准马歇尔击实试件，，先进行马歇尔试件的 15℃的劈裂试验到劈裂试验荷载的最大值 PT（平行 4 个试件），应力比=试验荷载/最大荷载，然后按不同的应力比（0.35、0.4、0.45）进行不同应力比情况下的疲劳性能试验，具体疲劳能试验测试设置条件为：15℃（空气浴 5 小时以上进行试验），半正弦波，加载时间1s 卸载时间 0.4s。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414

【参考文献】