论文部分内容阅读
沥青添加剂是指在混合料生产前或混合料生产过程中添加到沥青中或沥青混合料中以改善沥青或混合料性能的材料。论文首先在实验室测试了添加和不添加沥青添加剂的两种沥青的物理性能和流变特性;然后通过不同沥青添加剂改性沥青室内试验结果的对比分析,确定了较佳剂量的沥青添加剂。结果表明,采用合适的沥青添加剂可以提高沥青结合料和混合料的物理性能和力学性能,同时可以减少路面破损、延长路面使用寿命提高路面使用性能。本研究的主要目的是评价和分析加入沥青添加剂的合理剂量和对应的沥青混合料的性能,保证沥青路面的使用性能。论文主要选择橡胶粉改性剂(CRM)改性沥青、SBS改性沥青、EVA改性沥青、TPS改性沥青及聚丙烯(PP)改性沥青,沥青黏结料之高温性能,主要研究不同沥青和改性沥青混合料的物理性能和力学性能、改性沥青混合料的路用性能,实现减少永久变形(车辙)和延长路面使用寿命的目标。现有的使用实践表明,聚合物改性沥青可以增加沥青路面抵抗病害的能力。由于现有的聚合物改性沥青种类很多,需要确定合理的适用范围和使用剂量。为了研究和评价不同种类型的改性沥青添加剂的添加量,论文通过详细的添加程序和剂量的对比试验,在保证沥青混合料韧性和疲劳性能的前提下,确定了具有不同种类添加剂的使用剂量。然后论文通过各种对比试验,对不同添加剂的改性沥青请的物理和流变性能进行了评价。这些试验包括延性试验、粘度试验、韧性试验和动态剪切流变仪(DSR)试验。用动态剪切流变仪测定改性沥青在58~88℃范围内的线粘弹性特征;采用汉堡车辙试验(WTT)(车辙深度以毫米为单位)进行沥青混合料高温性能试验。同时通过马歇尔稳定性、间接抗拉强度、间接抗拉强度比、水分敏感性、永久变形(车辙)实验检验了沥青混合料性能与随温度的关系,确定了沥青结合料在58~88℃中高温下的流变特性(包括韧性)。论文还进行了沥青混合料的配合比设计,提出了橡胶改性沥青拌合过程中沥青及集料混合的新方法,并制备了橡胶粉改性沥青混合料。再通过马歇尔稳定度试验、间接拉伸强度试验和车辙试验,研究了橡胶粉改性剂(CRM)的三种混合方法(干法、湿法和复合法)对橡胶粉稳定性、车辙和吸湿性的影响。首次提出了橡胶粉改性剂与沥青、集料混合拌合的新方法,并与干法、湿法进行了比较。结果表明,新方法具有良好的力学性能和路用性能。由于本研究的重点是确定合理的添加剂的剂量,论文通过CRM-、TPS-、PP-、EVA-和SBS改性沥青添加剂及其混合物的物理和流变性能及力学性能试验,由此试验结果来确定合理的添加剂剂量。论文确定每种改性剂的初始沥青添加的剂量分别为2%、3%、3.5%和4%(按重量计),由此添加剂制备了五种不同类型的改性沥青及其混合料,并进行了物理力学性能试验。结果表明,各种改性沥青添加剂对沥青混合料的高温抗裂性能和高温车辙性能有显著的影响,这些改性沥青添加剂可以改善沥青路面在温度和荷载变化敏感地区的路用性能。试验结果还表明,改性剂的加入显著提高了改性沥青混合料的动态稳定性。同时CRM改进的拌合工艺可以显著提高沥青混合料的性能。间接拉伸强度和间接拉伸强度比的测试结果也表明,CRM改性沥青混合料具有较好的柔韧性。流变性能评价结果表明,EVA、SBS、PP、TPS改性添加剂对沥青结合料的性能也有明显明显的影响。实验结果表明,改性添加剂能够增大车辙影响因子(G*/sinδ),由此说明其高温性能可以得到改善。论文还测定了改性沥青的物理性能很难确定改性剂的形貌。该实验使用了一种能够产生高能光(如紫外线或高能可见光)的微观Epi技术,因为Epi荧光显微镜是表征沥青添加剂在沥青中的物理结构和化学效应,可以确定改性添加剂性能的影响。论文用Epi荧光显微镜检测了沥青相(不发光)和改性相的不同特征,明确了改性剂在基质沥青中的分布/分散情况。研究结果表明,为了达到预期的路用性能,改性添加剂和沥青之间必须有足够的相容性,以避免在处理过程中离析。微观Epi技术实验结果的统计分析表明,当值小于0.05时,CRM和PP对沥青混合料的动稳定性DS有显著影响。当值大于0.05时,TPS和SBS对动稳定度DS的影响不显著。结果还表明,当值小于0.05时,CRM和SBS对车辙深度有显著影响。当值大于0.05时,TPS和PP对RD的影响不显著。统计分析结果还表明,当值小于0.05时,所有使用的添加剂对流变特性(如相角)都有显著影响,CRM对流变特性的影响更为显著。论文研究结果表明,在沥青混合料和沥青混合料路用性能中,CRM比SBS、EVA、PP和TPS改性剂有更好的路用性能。因此,CRM具有比所用改性添加剂具有更优异的抗高温变形和疲劳性能、更少的车辙深度、更少的离析,CRM与沥青结合料相的良好相容性和良好的分散性。最后,橡胶粉改性剂(CRM)对沥青结合料和混合料的物理性能、流变性能和力学性能有着积极的影响,CRM是改善沥青结合料和混合料性能的合适改性添加剂。因此,使用CRM可以更好地提高路面性能,并被认为是一种环保的废旧轮胎处理方法。