改性瀝青高溫性能評價及其應用的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、瀝青路面的高溫流動變形問題一直是世界各國普遍關注的路面主要損壞形式之一,實踐表明,改性瀝青的使用可以有效提高瀝青路面的高溫性能。但改性瀝青與基質瀝青具有性質上的根本差異,SHRP評價體系中適用于基質瀝青的試驗方法和指標無法準確、全面地反映改性瀝青的高溫變形特性。本文應用流變學試驗方法和理論,分析研究了改性瀝青在重復荷載作用下的高溫變形特點和評價指標,并對高溫性能評價中的必要環(huán)節(jié)——短期老化模擬進行了研究,改進了旋轉薄膜烘箱試驗方法RTF

2、OT,使其適用于改性瀝青。結合改性瀝青的高溫性能評價方法,對幾種常用的瀝青混合料車轍試驗方法和指標進行了對比研究,并進而采用旋轉多輪車轍儀RLWT對瀝青路面的車轍分析和評價方法進行了探討。最后,作為改性瀝青和混合料評價研究的應用,對抗車轍產品高模量瀝青混合料的高溫性能進行了綜合評價?! ∶绹腟HRP研究提出了基于路用性能的Superpave瀝青膠結料規(guī)范,其中的高溫性能評價方法用于改性瀝青時顯示出一定的局限性,評價指標G*/sinδ

3、不能完整地表征改性瀝青的高溫性能,其關鍵在于沒有考慮延遲彈性的影響。重復蠕變恢復試驗可以將永久變形與延遲彈性變形區(qū)分開來,更適合改性瀝青的高溫性能評價。通過蠕變恢復試驗發(fā)現,基質瀝青的高溫變形絕大部分是不可恢復的粘性流動,粘度對永久變形起著決定性作用;而改性瀝青的變形中延遲彈性部分占了很大比例,它對瀝青的性能具有重要影響,累積變形的發(fā)展速率可以直觀地表征改性瀝青的高溫變形發(fā)展,用εL/εP表征,其意義與混合料車轍試驗的動穩(wěn)定度指標類似。

4、對比分析了溫度、荷載和加載-恢復時間對改性瀝青變形累積行為和評價指標εL/εP的影響。并結合國際研究前沿,對改性瀝青的粘性成分——零剪切粘度ZSV進行了探討,分別采用蠕變試驗、動態(tài)模式試驗和多種流變學模型擬合方法確定了ZSV,改性瀝青的ZSV比基質瀝青大得多,通過試驗直接測定比較困難?! 「男詾r青的高溫性能評價需要考慮施工過程中的瀝青老化,老化模擬效果直接影響高溫性能評價結果。目前廣泛使用的旋轉薄膜烘箱老化試驗RTFOT對改性瀝青的老

5、化模擬不充分,為此,提出了升高試驗溫度的改進措施和具體的改性瀝青老化試驗溫度確定方法。不僅解決了改性瀝青在RTFOT中老化不充分的問題,而且與實際施工溫度相符,可以有效模擬現場老化。  與改性瀝青的重復蠕變恢復試驗相對應,混合料的車轍試驗也是一種具有間歇期的重復加載試驗,可用來評價改性瀝青混合料的高溫性能。對我國規(guī)范中的車轍試驗、美國的APA和RLWT三種車轍試驗進行了對比研究,分析了國標車轍試驗的動穩(wěn)定度和變形指標,指出改性瀝青混合

6、料的評價應以動穩(wěn)定度指標為主;對RLWT的研究表明,16000次加載作用下的車轍變形是比較合理的評價指標,并采用RLWT對路面車轍進行了分析和評價,對處治方案的優(yōu)化和預防性養(yǎng)護的推廣具有重要的指導意義。  介紹了采用上述改性瀝青設計出的高模量瀝青混合料,并對它的高溫性能進行了綜合評價。力學試驗和車轍試驗結果均表明其具有良好的抗車轍性能,同時也體現出車轍深度與勁度模量的相關性。運用三維有限元方法模擬分析了高模量瀝青混合料用于路面不同層次

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