温拌泡沬沥青发泡特性及混合料路用性能研究

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1、分类号U414单位代码10618密级公开学号2150111086硕士学位论文温拌泡沫沥青发泡特性及混合料路用性能研究研究生姓名：韦万峰导师姓名及职称：郭鹏副教授唐伯明教授申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称交通运输工程论文提交日期2018年6月11日二级学科名称道路与铁道工程论文答辩日期2018年6月3日2018年6月11日ResearchonFoamingCharacteristicsandPavementPerformanceofFoamedWarm-mixAsphaltADissertati

2、onSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WeiWanfengSupervisor：A/Prof.GuoPengProf.TangBomingChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China摘要温拌泡沫沥青混合料是利用低粘度泡沫沥青对集料进行拌合的路面材料，能实现较低温度下的拌合及压实，发泡过程中只需沥青质量1%-5%的水分，具有经济及环保优势。目前，温拌泡沫沥青混合料主要存在沥青胶结料发泡效果较差及水稳定性不足等问题。基于以上分析，本文研

3、究沥青的发泡特性及流变性能，通过表面自由能理论分析集料-泡沫沥青界面黏附性，探究外掺剂对沥青胶结料发泡及温拌泡沫沥青混合料性能的影响，并对比温拌泡沫沥青混合料与热拌沥青混合料的路用性能。#首先，对70基质沥青及SBS改性沥青的发泡特性展开研究，主要分析发泡用水量、发泡温度、气流量对沥青发泡效果的影响，并探究了外掺剂对沥青发泡的#作用机理。最终确定70基质沥青最佳发泡参数：发泡用水量1.5%，发泡温度150℃，3气流量1.5m/h；SBS改性沥青最佳发泡参数：发泡用水量1.5%，发泡温度170℃，3气流量1.5m/h。

4、结果表明，发泡用水量是影响沥青发泡最重要的因素，发泡温度、气流量对沥青的发泡特性影响不明显；外掺剂十六烷基三甲基溴化铵显著提高了泡沫沥青的稳定性。其次，利用动态剪切流变仪（DSR）研究发泡过程对基质沥青、SBS改性沥青流变性能的影响，基于温度扫描、时间扫描分别测试泡沫沥青的高温流变性能和疲劳性能，采用玻璃态转化温度（Tg）评价泡沫沥青的低温性能。发泡过程对基质沥青、SBS改性沥青的流变性能有一定程度影响。较泡沫沥青而言，SBS改性泡沫沥青拥有更好的高温稳定性、低温抗裂性及疲劳性能。然后，基于表面自由能理论研究集料与泡

5、沫沥青间的黏附特性，分析发泡过程对基质沥青、SBS改性沥青表面自由能的影响，利用内聚功、无水黏附功及有水黏附功指标评价集料-沥青黏附强度，探究发泡过程及外掺剂对集料-沥青粘附特性的影响。发泡过程将降低集料-沥青有水黏附功，而外掺剂十六烷基三甲基溴化铵改变了沥青的色散分量、极性分量，提高了泡沫沥青自身的粘聚力，有利于泡沫沥青与集料的黏附。最后，通过温拌泡沫沥青混合料的配合比设计，基于空隙率指标分析温拌泡沫沥青混合料、SBS改性温拌泡沫沥青混合料的压实特性，研究压实温度、外掺剂十六烷基三甲基溴化铵对其路用性能的影响，并进

6、行了温拌泡沫沥青混合料、SBS改性温拌泡沫沥青混合料与其热拌沥青混合料的路用性能对比。研究结果表明，外掺剂十六烷基三甲基溴化铵增强了集料-泡沫沥青黏附强度，改善了温拌泡沫沥青混合料的抗水损害能力和高温稳定性。SBS改性温拌泡沫沥青混合料的路用性能与其热拌沥青混合料相当，而温拌泡沫沥青混合料水稳定性能有待提升，I在泡沫沥青中掺入十六烷基三甲基溴化铵是提高温拌泡沫沥青混合料水稳定性的有效途径，如此其可以代替热拌沥青混合料。关键词：泡沫温拌，流变特性，表面自由能，黏附性，水稳定性IIABSTRACTFoamedWarmmi

7、xasphaltmixtureisapavementmaterialthatmixingtheaggregatewithlowviscosityfoamedasphalt,itcanmixingandcompactionatlowertemperature,and1%-5%waterofasphaltisneededinthefoamingprocess,whichhastheadvantagesofeconomyandenvironmentprotection.Atpresent,thefoamedwarmmixa

8、sphaltmixturemainlyexiststheproblemsofasphaltfoamingandaggregate-asphaltadhesion.Basedontheaboveanalysis,thefoamingandrheologicalpropertiesofasphaltwerestudied,theinterfacea