老化作用下温拌胶粉改性沥青混合料疲劳性能研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:2015110251(结硕士学位论文学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：道路与铁道工程论文题目：老化作用下温拌胶粉改性沥青混合料疲劳性能研究英文题目：Studyonfatiguepropertiesofwarm-mixedcrumbrubbermodifiedasphaltmixturesunderaging学生姓名：王利强导师姓名：邢永明王岚教授二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要沥青混合料在服役期内持续老化，路用性能逐步衰减。研究沥青混合料老化作用下的疲劳性能，对于明

2、确沥青混合料疲劳性能影响因素、预测沥青路面的疲劳寿命等均具有重要意义。目前，大量废旧轮胎造成环境“黑色污染”，橡胶粉改性沥青技术应运而生。但胶粉改性沥青黏度较大、施工温度高。沥青温拌技术可保证沥青混合料路用性能并降低施工温度，减少环境污染。将胶粉改性沥青技术与温拌技术相结合，具有重要意义。本文以四种掺入温拌剂（表面活性剂SDYK）前后的胶粉改性沥青混合料(60目热拌、60目温拌、混合目热拌、混合目温拌)为研究对象，考虑热氧老化作用，结合区域气候（温度）和荷载特点（应变水平）进行四点弯曲疲劳试验，并采用疲劳性能评价指标对老化作用

3、下温拌胶粉改性沥青混合料的疲劳性能进行研究。首先，通过灰熵分析法，对五个影响沥青混合料疲劳性能的因素进行分析，发现试验温度对沥青混合料疲劳性能影响最大，荷载水平及老化程度次之，胶粉粒径及温拌剂对其影响较小。其次，基于老化前后沥青混合料四点弯曲疲劳试验，采用初始劲度模量S0、疲劳寿命Nf、累积耗散能Wf及疲劳损伤因子D四个指标，进行胶粉改性沥青混合料疲劳性能及疲劳损伤分析。发现老化作用降低了四种沥青混合料的抗疲劳性能，且老化程度越严重抗疲劳性能越差；沥青混合料在疲劳荷载作用下的损伤表现为：无论老化前后，损伤第一阶段并无很大差别，

4、但在第二阶段呈现出老化程度越严重损伤发展越快的规律，导致沥青混合料老化后抗疲劳性能下降。此外，60目胶粉使沥青混合料获得更好的抗疲劳性能，但在抗老化性能方面表现相对较弱。掺入SDYK同时提高了沥青混合料的抗疲劳及抗老化性能。最后，利用传统疲劳方程对老化前后四种沥青混合料疲劳寿命与应变的关系曲线进行拟合，得到疲劳方程，并对疲劳方程参数展开研究。发现随着老化程度的加深，沥青混合料抗疲劳性能变差，对荷载变化的敏感性增大，老化作用对沥青混合料的疲劳性能产生不利影响。60目胶粉及SDYK的掺入使沥青混合料获得更好抗疲劳性能的同时，降低了

5、沥青混合料对荷载变化的敏感性。关键词：温拌胶粉改性沥青混合料；老化；疲劳性能；疲劳损伤；疲劳方程I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractRoadperformanceofasphaltmixtureisreducingduringserviceperiodduetotheaging.Studyonfatigueperformanceofasphaltmixturebeforeandafteragingisofgreatvalueforclearinfluencefactorsoffatigueperformanceande

6、stimatefatiguelifeofasphaltpavement.Now,thelargenumberofwastetireshascaused"blackpollution"totheenvironment.,rubberpowdermodifiedasphalttechnologyhasbeenbroughtintoexistence.Butbecauseofthebiggerviscosityofcrumbrubberpowdermodifiedasphalt,whichmakeaproblemssuchashig

7、hconstructiontemperature.Theasphaltmixturewarm-mixtechnologyreducestheconstructiontemperatureandtheenvironmentalpollutionwhileensuringtheroadperformanceofasphaltmixture.Therefore,itisofgreatvaluetocombinethecrumbrubberpowdermodifytechnologywiththetechnologyofwarm-mi

8、xing.Inthispaper,fourkindsofrubberpowdermodifiedasphaltmixture(60meshHMA,60meshWMA,mixmeshHMA,mixmeshWMA)werestudiedwithbeforeandafterthea