橡胶沥青低温劲度模量的实验研究

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1、橡胶沥青低温劲度模量的实验研究第1章绪论1.1问题提出及研究背景改革开放三十多年以来，中国交通的建设事业在我国的科研与工程技术人员的努力下取得了非常大的成就。截止到目前，五纵七横国道主干线系统已建设3万多公里，并以全部投入到使用。2005年1月，国务院正式通过《国家高速公路网规划》，《规划》中明确的指出，建成中国的7918高速网络，总规模大约为8.5万公里，准备用30年的时间。《规划》的出台，标志着我国高速公路建设进入新的发展阶段[1]。随着中国经济的高速发展，公路运输的快速高效发展，截止到2013年底，高速公路在我国范围内通车里程高达104468公里，位居世界第二位。道路的早期

2、损坏，改善沥青混合料材料的使用品质、加强沥青混合料路面路用性能、延长路面的使用时间、己成为当代交通人新的努力方向。在我国东北地区冬季寒冷夏季炎热，由于气候条件所致，气温冷热交替大幅变化，四季温差变化达到70℃，导致沥青路面低温开裂的发生极为普遍，沥青使用寿命的延长以及增强路面抗开裂性能已成为必须解决的课题。随着时间的推移，车辆的增多，道路等级的不断提高，交通量不断增长，路面的使用性能也要随着时间的增长要求越来越高。路面材料决定了路面使用性能的好坏。现在我国生产的沥青不能很好的保证高低温以及耐久性等方面的技术要求。所以加入外掺剂的改性沥青诞生了，对沥青进行改性研究越来越受到科研学者

3、的关注。尤其是利用废旧轮胎制作的橡胶粉掺入沥青当中具有显著的效果，性能突出，具环保性、经济性与一体。裂缝一般在沥青路面低温的情况下产生，尤其以寒冷地区为主。SHRP研究成果证明了沥青的低温抗开裂性能对路面低温开裂的直接贡献率为80%[2]，因此各国学者们为了改善沥青的低温性能尝试采用了各种方法，近年来各国比较常用的一种方法是采用SBS高分子聚合物进行改性。加拿大机场模型、Superpave低温开裂模型以及Hajek模型均表明，劲度模量这一沥青材料的基本参数在预估沥青路面低温开裂分析中显得非常重要。1.2国内外研究现状沥青作为路面的主要材料之一，己大量应用于高等级路面建设，使用废胎

4、胶粉作为沥青的改性剂为废旧轮胎的处理提供了一条好途径。在筑路中，橡胶改性沥青有十分重要的作用，其应用历史可追溯到一百多年前。1873年dash;沥青力学性质的两个主要因素(时间和温度),通过总变形(弹性、粘性、塑性变形之和)以模量的形式表达了沥青的粘弹性。它反映了沥青随温度与时间由弹性变为粘性整个变化过程中的力学性质。.第3章橡胶沥青基本性能评价分析........193.1橡胶沥青组成结构及作用机理.....193.2橡胶沥青性能试验指标及试验方法.....203.3橡胶沥青性能评价分析.........223.4橡胶沥青粘附性性能分析.....283.5本章小结.......

5、..30第4章橡胶沥青及沥青胶浆低温劲度模量试验分析....314.1试验设计.........314.1.1劲度模量及其测试方法.......314.1.2试验设计及原理简述...........324.2橡胶沥青及胶浆的受力与变形特性分析.....364.2.1橡胶沥青及胶浆的应变与时间关系研究...........374.2.2橡胶沥青及胶浆的变形与温度关系研究...........424.3橡胶沥青及胶浆劲度模量特性分析.....464.4本章小结.........52第5章橡胶沥青混合料的低温性能研究........555.1橡胶沥青混合料低温性能的测试........

6、.555.2橡胶沥青混凝土低温开裂分析评价.....615.3本章小结.........63第5章橡胶沥青混合料的低温性能研究5.1橡胶沥青混合料低温性能的测试自二十世纪六十年代以来，诸多发达国家对沥青混合料低温性能展开了系统而深入的研究，并开发出了较为系统的试验方法。主要的试验方法有：劈裂试验、弯曲试验、弯曲蠕变试验和应力松弛试验等。综合考虑以上几种试验的准确性、易操作性、技术难度和试验工作量的大小，本文采用劈裂试验进行沥青混合料的低温劲度模量的测试。劈裂试验也就是通常所说的间接拉伸试验，是在圆柱形试件轴向布置加载条，以一定的下压速率下压试件，由加载条对试件施加荷载，记录不同时

7、刻的荷载、竖向变形，通过计算获得混合料各项低温性能指标。沥青混合料的低温性能指标主要有：劈裂强度、破坏拉伸应变和破坏劲度。沥青混合料一般由沥青、粗集料、细集料以及填料组成，其中粗集料充当结构骨架作用，并为路面面层结构提供摩阻力。而细集料的作用是减少粗集料之间孔隙，使颗粒能够良好的嵌结在一起，增加混合料的稳定性。填料主要指粒径＜0.075mm的矿物粉末，通常使用石灰岩等强基性岩石磨制的矿粉，能够增强混合料的粘聚力。矿粉的用量常用粉胶比表示，粉胶比是指沥青混合料中0.075mm筛孔的