粉胶比对沥青胶浆低温性能影响效应分析

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1、粉胶比对沥青胶浆低温性能影响效应分析-->第一章绪论1.1研究的目的及意义按照《公路自然区划标准》划分，吉林省地区属于季冻区。区域内高速公路和城市道路沥青路面常见破坏形式为温度骤然变化引起温度应力超过路面材料强度导致路面开裂和由于温度变化引起沥青路面疲劳导致开裂。同时，在行驶车辆引起的动水压力和温度应力变化等条件下，沥青混合料容易引起松散脱落现象。沥青路面的松散与开裂严重影响着沥青路面的使用寿命，降低了道路的服务水平[1,2,3]。因此，研究沥青混凝土材料的低温开裂和松散破坏的破坏机理具有重要的意

2、义。根据《公路沥青路面设计规范》标准对沥青混合料低温抗裂性能评价性试验主要为沥青混合料劈裂试验，而对沥青混凝土路面抗松散性能评价性试验主要为水煮法试验。但是，由于沥青材料本身物理化学性质复杂，亦属于温度敏感性材料，且沥青或者沥青胶浆在沥青混合料的组成中起到胶结作用。沥青混合料的低温开裂和沥青与混合料界面的剥离现象必然与沥青材料本身性能以及沥青与矿料胶结作用具有极大相关性能。因此，本项研究以研究沥青胶浆低温开裂强度和沥青与矿料接触面强度性能为方向，分析沥青与矿料接触面细观强度低温特性和低温影响机理，

3、分析SBS改性沥青温度改性特性，明确粉胶比对沥青胶浆强度的影响，确定最佳矿粉掺量。实现沥青与矿料界面低温条件下的细观强度定量测试对不同种类沥青和酸碱性矿料以及沥青和矿料接触界面的表面特性等相关性能分析具有重要意义。本项研究内容主要包括了SBS改性沥青及不同矿粉掺量的沥青胶浆与矿料低温细观强度特征分析，同时根据不同掺量沥青胶浆的细观低温粘结强度数据规律分析得出最佳矿粉掺量。沥青与矿料间的低温粘结强度是沥青本身温度强度特性体现，沥青与矿料界面低温粘附强度是沥青与矿料胶结作用性能体现，而沥青与矿料低温总

4、体拉伸强度是沥青与矿料总体细观强度的综合体现。沥青与矿料界面间的低温失效模式的评定是评价沥青与矿料不同低温条件下其强度破坏主要因素的体现。因此，实现沥青与矿料接触面细观强度定量测试对于季冻区沥青路面的沥青品质、矿料酸碱性、矿料的表面物理特性的筛选以及与之相对应的相关的改性剂、外掺剂的改性效果的评价具有显著意义。沥青胶浆作为沥青混合料的胶结材料，主要由沥青和矿粉两部分组成，沥青品质和沥青与矿粉拌合比例对沥青胶浆的胶结性能具有关键影响因素。矿粉的添加可以有效降低沥青高温流动性。......1.2国内外

5、研究现状1.2.1沥青材料低温性能评价研究现状沥青材料的低温抗裂性能是沥青路面低温抗裂性能的关键因素[4]。1972年在密歇根大学召开第一届沥青路面结构国际会议将沥青以及沥青混合料低温抗裂性定为重要研究目标[5]。自1918年美国公路局确定以针入度分级，1960年又提出粘度分级。1994年日本等学者认为沥青路面的开裂本质是由于沥青的脆性断裂而引起的，所以沥青的低温强度是考察沥青路面低温断裂的重要原因。由此，提出了采用改进的弗拉斯脆点测量沥青的断裂强度和弹性系数。这种方法可以进行沥青低温品质的比较。

6、针入度、粘度以及弗拉斯脆点等这些参数指标从根本上就是希望能够定性说明沥青品质，对沥青的品质作出比较[6,7,8]。为此，美国公路战略计划（SHRP）又提出了按照沥青路用性能进行分级，这种分级方法依赖于沥青的粘弹性，并提出了不同施工温度条件下沥青相关的流变特性指标，在美国广泛应用[9,10]。但是这种有别于经验性的指标是经验性分级标准中从未有的，需要专门的试验仪器和方法，并未得到世界的采纳和应用。我国道路石油沥青技术标准一直采用针入度分级[11,12]。由于沥青低温针入度，延度，当量脆点等经验性指标

7、不能很好反映其路用性能，加之美国SHRP计划成果的推动，采用力学指标定量测定沥青的路用性能等相关研究成为了各国沥青技术指标修订的新的趋势[13]。近些年国内外诸多学者基于粘弹性力学原理定量测定沥青的高低温性能指标[14,15,16]。2002年谭忆秋等基于沥青低温流变特性性能提出三块板测粘法测量沥青低温0度表观粘度以此评价沥青胶浆的低温性能[17]。2007年詹晓丽采用灰关联度理论分析表明临界开裂温度能较好评价改性沥青低温性能，但同时指出了该方法仍有很多不足[18,19]。薛忠军等学者采用三参数C

8、AS模型基于蠕变试验计算低温松弛弹性模量，评价沥青低温性能[20,21]。陈华鑫，王秉纲等基于国内外沥青低温性能评价体系方法的研究对沥青低温性能评价指标做了详细评论，认为常规的针入度、延度、低温粘度、弗拉斯脆点等经验性指标均不能很好反应沥青低温路用性能，而玻璃化转变温度虽然能表征其低温路用性能，但它受限测试方法，且并不是定值而是一个范围。因此，该指标作为常规检验方法还不现实。同时，指出基于SHRP计划提出的BBR试验和DTT试验更合理[22]。BBR试验是沥青进行PG分级中的一个重