生物沥青及其混合料路用性能研究

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1、分类号U416学号1108521312004学位论文生物沥青及其混合料路用性能研究ResearchonthePavementPerformancesofBio-asphaltandItsMixture黄海龙指导教师姓名季节教授北京建筑大学曹东伟研究员交通运输部公路科学研究所申请学位级别硕士学位类别工程硕士学位专业名称建筑与土木工程年级2012论文答辩时间2015年06月学位授予单位和日期北京建筑大学2015年07月答辩委员会主席魏道新教授级高工论文评阅人徐世法教授、张海燕副研究员北京建筑大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研

2、究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文屮不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我•-同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示丫謝意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。W二&%V学位论文作者签字:-日期：>/夕年彳月，日北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全

3、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩卬、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同卜』学位论文作者签名：’，^校内导师签名X)C年/月，曰>(C年6JJ^u校外导师签名y^S年&摘要摘要随着石油资源的日渐枯竭，道路建设的可持续发展面临着巨大的挑战。因此，研发新型的沥青材料来替代石油沥青已经成为国内外路面工程领域研究的热点，而生物沥青作为一种潜力巨大的新能源沥青材料，已被研究人员逐渐重视，对生物沥青的生产、性能改进及路面使用的研究迫在眉睫。通过对生物沥青常规性能的研究发现，生物沥青存在水稳定性较差、低温硬脆等缺陷，目前很难直接应用于道路修建中，因此

4、需要对生物沥青进行改性，提高其各项性能。本文的主要目的是研究生物沥青材料的改性技术，揭示其性能变化规律，并对改性生物沥青混合料的施工工艺及路用性能进行研究。为充分利用生物油的各个组分，本文首先通过不同的工艺制备生物沥青，然后通过控制加醇种类、加醇量、酯化温度、酯化时间等因素的试验方法，对所制备的酯化生物沥青各项性能进行分析对比，发现添加10%的丙三醇后生物沥青的综合性能具有显著提高。本文选取最佳酯化生物沥青及轻组分生物沥青与改性石油沥青进行混合制备性能更加优良的改性生物沥青。本文中采用针入度体系及SHRP体系试验方法对不同掺配比例的改性生物沥青进行性能评价，发现添加改性石油沥青后生物沥青

5、的各项性能明显提高，通过分析进一步揭示了改性生物沥青的性能在不同掺配比例条件下的变化规律，通过性能及经济等因素确定生物沥青与改性石油沥青的掺配比例为3:7。同时采用布氏粘度试验、质量损失试验及自行设计的亲水性试验对改性生物沥青的抗老化性能及亲水性能进行分析评价。通过对生物沥青粘温曲线的分析确定最佳施工温度，改性酯化生物沥青：拌合温度在143～147℃，压实温度在133～137℃；改性轻油生物沥青：拌合温度在133～137℃，压实温度在128～132℃。通过对混合料的拌和工艺研究发现，在不同的掺配比例条件下，采用不同的拌和顺序会影响沥青混合料的性能，确定了各掺配比例条件下的最佳拌和工艺；同

6、时发现混合料性能随掺配比例变化规律与沥青性能随掺配比例变化规律基本符合。本文通过对比混合料的路用性能可知，改性生物沥青混合料具有较好的水稳定性能及高低温性能，均可以满足规范相关要求。但通过对改性生物沥青混合料的耐久性能分析发现，其水稳定性能及低温性能随老化程度的加深明显下降，其混合料试件随所受应力的增大疲劳寿命明显降低。关键字：生物沥青；改性生物沥青；生物沥青混合料；路用性能IAbstractAbstractWiththeexhaustionoftheoilresources,thesustainabledevelopmentofroadconstructionfacedwithenor

7、mouschallenges.Therefore,researchanddevelopmentofnewasphaltmaterialtoreplacepetroleumasphaltathomeandabroadhasbecomeahotspotinresearchofroadengineering,andbiologicalasphaltaspotentialnewenergymaterialshasbeentheresearc