复合增强剂改性沥青混合料路用性能及其作用机理研究

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1、分类号:U41410710-2015121259硕士学位论文复合增强剂改性沥青混合料路用性能及其作用机理研究张昭区导师姓名职称张超教授申请学位类别硕士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2018年4月10日论文答辩日期2018年5月13日学位授予单位长安大学StudyonPerformanceandMechanismofCompositeStrengtheningAgentModifiedAsphaltMixtureAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Zha

2、ngZhaoquSupervisor：Prof.ZhangChaoChang’anUniversity,Xi’an,China摘要高温车辙以及低温温缩裂缝作为沥青路面的主要病害，不仅会降低沥青路面的使用功能和服务寿命，同时也严重影响着行车质量，危及行车安全。但一直以来研究人员都没有实现消除这两种病害的目标，只能一定程度上降低两者的负面影响。本文借鉴目前聚合物以及纤维在沥青及沥青混合料改性方面的成功应用，考虑结合两者各自的优势，将两者混合后作为一种复合材料并以干拌的形式直接掺入沥青混合料中，以期同时提高沥青混合料的高

3、温稳定性及低温抗裂性等路用性能。本文首先通过高温车辙、低温弯曲及冻融劈裂等试验，测定了不同掺量下复合增强剂对沥青混合料路用性能的改善效果，然后通过三大指标、布氏黏度、DSR、BBR等结合料相关试验研究其对沥青性能的影响，通过改变矿料粒径、制备方法等因素以研究其对沥青混合料的影响及其规律，并进行了沥青混合料的单轴贯入试验以及剪切试验以验证复合增强剂的改性规律，以此研究复合增强剂对沥青及沥青混合料的作用机理。此外，通过统计国内各地区的气候条件并借鉴沥青的PG分级概念，对目前沥青路面使用性能气候分区进行了进一步的划分，并

4、对各区沥青路面沥青混合料高低温性能技术要求进行了相应的调整，以此得到不同气候条件地区复合增强剂沥青混合料的适宜掺量。通过一系列的室内试验，得到以下结论：（1）复合增强剂对沥青混合料的高低温性能以及水稳定性均有显著的改善效果，掺量为0.6%时，其各项性能已能满足大部分地区的实际要求；（2）复合增强剂的掺入会降低沥青的感温性能，且随掺量的增大而进一步降低；（3）复合增强剂能显著提高沥青的黏度以及高温抗变形能力，但是会对沥青的低温抗裂性能有一定的负面影响；（4）复合增强剂在AC-16型沥青混合料中性能表现最佳，具体为：A

5、C-16＞AC-13＞AC-20；（5）复合增强剂在SMA中亦有较好的性能表现，说明其能在沥青混合料中起到常规SMA中改性沥青的作用；（6）复合增强剂以干拌法掺入沥青混合料后，并没有全部针对沥青发挥改性作用，仍有一部分以颗粒形式存在于混合料内部中起加筋、填充等作用对矿料产生作用；（7）复合增强剂掺入后，对沥青混合料的抗剪强度以及贯入强度有显著提升，验证了其对高温性能的改善效果；（8）当前沥青路面性能气候分区可借鉴SHRP研究计划中的沥青PG等级的概念进行进一步的划分；（9）当前规范给出的各气候分区相应的高低温性能要

6、求较低，在其基础上乘以一定系数更为合理，其中动稳定度对应的系数为2，低温弯曲破坏应变的系数为1.1。关键词：复合增强剂，路用性能，作用机理，沥青混合料，PG分级IAbstractHightemperatureruttingandlowtemperatureshrinkagecrackarethemaindiseasesofasphaltpavement,theywillnotonlydecreasetheusingfunctionandservicelifeoftheasphaltpavement,butalsos

7、eriouslyaffectthedrivingqualityanddrivingsafety.Foralongtime,researcherscannotfindawaytoeliminatethesetwodiseases,justtakingmeasurestodecreasethenegativeinfluencesoftheminsomeextent.Inviewofthesuccessfullyappliedofpolymerandfiberinasphaltandasphaltmixture,this

8、paperisattemptingtocombinethesetwomaterialsintoanewcompositematerialwhichcouldbeaddedtotheasphaltmixtureindry-mixingmethod,hopingthatthiscompositematerialcouldimprovethehightempera