目前,溫拌泡沫瀝青混合料在季凍區(qū)的實(shí)際應(yīng)用較少,這與季凍區(qū)的環(huán)境特性存在著較為緊密的聯(lián)系。本文基于季凍區(qū)的環(huán)境特性,通過設(shè)計(jì)室內(nèi)模擬試驗(yàn)對(duì)泡沫瀝青及泡沫瀝青混合料在季凍區(qū)的宏觀性能衰減規(guī)律及衰減機(jī)理進(jìn)行了深入探究,主要內(nèi)容如下:(1)本文利用自制的發(fā)泡設(shè)備對(duì)70#基質(zhì)瀝青及SBS改性瀝青進(jìn)行發(fā)泡,以發(fā)泡用水量、剪切速率、發(fā)泡溫度為影響因素,通過響應(yīng)曲面法確定了泡沫瀝青的最佳制備工藝,研究了含水量對(duì)泡沫瀝青性能的影響規(guī)律。(2)通過設(shè)計(jì)試驗(yàn),研究了泡沫瀝青在高溫蒸發(fā)、低溫冷凍、凍融循環(huán)三種環(huán)境因素下性能衰減的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)凍融循環(huán)相比高溫蒸發(fā)、低溫冷凍對(duì)泡沫瀝青的宏觀性質(zhì)具有更為顯著地劣化效果。結(jié)果顯示,凍融循環(huán)作用下,泡沫瀝青受到水-溫老化作用嚴(yán)重,出現(xiàn)明顯硬化現(xiàn)象,泡沫瀝青整體性能下降,經(jīng)過凍融30天后,內(nèi)部水分基本消失。(3)通過SEM試驗(yàn)、DSR試驗(yàn)和DSC試驗(yàn)分析泡沫瀝青在季凍環(huán)境下微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律,SEM試驗(yàn)結(jié)果表明,瀝青在發(fā)泡后呈蓬松狀態(tài),并存在圓形氣穴,經(jīng)過凍融循環(huán)之后氣穴消失,瀝青表面呈碎裂塊狀。DSR試驗(yàn)結(jié)果表明,泡沫瀝青在經(jīng)過多次凍融循環(huán)之后,瀝青趨于凝膠型,車轍因子有所升高;凍融前后的兩種瀝青的儲(chǔ)存模量均隨著溫度的增大而減小,在高溫低頻下,凍融后的泡沫瀝青恢復(fù)形變能力相似于未凍融的泡沫瀝青。DSC試驗(yàn)結(jié)果表明,凍融后的泡沫瀝青并不是均勻的連續(xù)相,表現(xiàn)為在一定溫度下,隨著頻率的增加,相位角呈不穩(wěn)定的下降;水的加入會(huì)升高瀝青的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度,導(dǎo)致其低溫性能變差。(4)針對(duì)春融季節(jié)氣候環(huán)境特點(diǎn),設(shè)計(jì)了降雪-雪水融化-冰凍的試件處理方法,提出了使用硅烷偶聯(lián)劑來改善泡沫瀝青混合料抗春融水損性能的方法。結(jié)果顯示:硅烷偶聯(lián)劑提高了泡沫瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度,明顯改善泡沫瀝青混合料的浸水殘留穩(wěn)定度及低溫劈裂強(qiáng)度,說明硅烷偶聯(lián)劑彌補(bǔ)了泡沫瀝青內(nèi)部含水粘結(jié)力下降的缺陷,可以有效提高泡沫瀝青混合料抗春融水損性能。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U414
【部分圖文】：

圖 1.1 溫拌瀝青與熱拌瀝青施工圖1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 溫拌泡沫瀝青技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用瀝青混合料溫拌技術(shù)一般是采取降低瀝青粘度[4-6]，使其施工拌和溫度低于熱拌瀝青混合料又高于冷拌瀝青混合料的一種拌和方式[6-8]，起源于歐洲。常用的溫拌瀝青混合料主要有有機(jī)添加劑類、泡沫瀝青類和表面活性溫拌技術(shù)（如圖 1.2、圖 1.3）。有機(jī)添加劑類常用的添加劑包括 Asphaltan-B、EC-120 和 Sasobit。Asphaltan-B 是一種褐煤蠟，其內(nèi)部含有大量的脂肪酸胺，這種混合物熔點(diǎn)在 82°C-95°C之間，特定用于瀝青混凝土的改良中，添加的方式可以是加到瀝青拌和機(jī)、聚合物改性膠凝材料、也可以直接加入到膠凝材料生產(chǎn)機(jī)中，能夠降低生產(chǎn)溫度，其抗車轍能力和壓實(shí)性均會(huì)增強(qiáng)，性質(zhì)與 FT 極其相似。EC-l20 溫拌改性劑成分為直鏈脂肪族碳?xì)?

主要技術(shù)路線

發(fā)泡機(jī)理沫瀝青發(fā)泡機(jī)理泡是指發(fā)泡裝置在高溫下將細(xì)水霧或細(xì)水滴均勻地與瀝青結(jié)合氣，迅速膨脹形成了瀝青泡沫，這一過程主要為物理變化。Da的結(jié)構(gòu)形態(tài)，發(fā)現(xiàn)其不同位置的泡沫瀝青形態(tài)存在差異，如圖其粘度急劇下降，在相對(duì)較低的溫度就可以與混合料拌和。當(dāng)水滴瞬間升溫至 100°C，吸收熱量的水滴氣化為水蒸氣，持續(xù)的積迅速膨脹，形成了大量的爆炸性瀝青泡沫，在泡沫急劇膨脹面的瀝青膜略微變涼使得瀝青膜表面具有張力，這種張力壓制逐漸增大，蒸汽壓力逐漸減小，氣泡的張力平衡了蒸汽的內(nèi)部的膨脹空氣室，對(duì)于顆粒比較大的水滴，表面形成的絕緣瀝青阻止了水滴的進(jìn)一步氣化。

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本文編號(hào)：2823145