基于改性乳化瀝青的超薄碎石磨耗層（TFC）抗松散性能研究
發(fā)布時間：2021-11-21 10:26
路面抗滑性不足是影響車輛行駛安全性的最嚴重的病害之一,本文提出了一種新型抗滑改善措施:超薄碎石磨耗層技術(shù)（Thin Friction Course,簡稱TFC）,TFC采用單一粒徑3-5mm玄武巖集料,以乳化瀝青為粘結(jié)料,加入水泥作為填料,經(jīng)拌合并攤鋪碾壓而形成的單石厚度的薄層。本文以TFC的抗松散性能研究為主線,首先分析了養(yǎng)生條件、乳化瀝青種類及水泥用量等對TFC強度形成規(guī)律的影響,確定了室內(nèi)的養(yǎng)生方案。隨后,利用不同浸水時間及凍融循環(huán)周期的濕輪磨耗試驗,研究了TFC各設(shè)計參數(shù),包括乳化瀝青、SBR膠乳及水泥用量等,對TFC早期、水損害及凍融抗松散性能的影響。鑒于瀝青與集料間的作用力,主要包括粘附力及內(nèi)聚力,因此本文借助瀝青粘結(jié)力（BBS）試驗,進一步研究了粘附力及破壞形式隨浸水時間及凍融周期的變化情況,并分析了SBR及水泥用量對粘附性能的影響;此外,借助瀝青的應(yīng)變掃描試驗,研究了SBR及水泥用量對其內(nèi)聚性能的影響。隨后,利用相關(guān)性分析,研究了粘附性能及內(nèi)聚性能與TFC抗松散性能的相關(guān)性。最后,利用層間拉拔及直剪試驗,分析了TFC設(shè)計參數(shù)、粘層油用量及環(huán)境條件等對TFC層間粘結(jié)性能的...
【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：135 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
-1乳化瀝青用量對TFC抗凍融松散性能的影響
為研究改性劑即SBR膠乳用量對TFC試件抗凍融松散性能的影響,分別以乳化瀝青用量的0%、3%、6%及9%作為SBR膠乳的用量,乳化瀝青種類為中凝型,首先制備上述改性劑摻量的乳化瀝青。單個試件的集料用量定為420g,乳化瀝青用量為14%,水泥用量為集料用量的1%,外加水量為集料用量的2%,可以確定SBR用量對TFC的抗凍融松散性能試驗結(jié)果如圖5.2-2。(1)根據(jù)圖5.2-2可以看出,相同的凍融周期下,隨著SBR膠乳用量的增大,TFC試件的剝落率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢,即當SBR膠乳由0%增長為3%時,凍融作用下試件的剝落率出現(xiàn)明顯的降低,且凍融循環(huán)6次之后,其剝落率仍然低于10%的閾值要求,說明SBR膠乳的添加,改善了TFC抵抗凍融破壞的能力。而當SBR膠乳的用量進一步增大為6%、9%時,剝落率又呈現(xiàn)出增大的趨勢,尤其是當SBR膠乳用量增長為9%時,試件的剝落率明顯大于其他SBR摻量的試件剝落率,甚至大于不添加SBR的試件。
(1)根據(jù)圖5.2-3可以看出,相同的凍融周期下,隨著水泥用量的增大,TFC試件的剝落率整體上呈現(xiàn)降低的趨勢,尤其是當凍融循環(huán)周期少于四個周期時,這種剝落率的降低趨勢最明顯,如表5.2-2所示,表中不同凍融周期對應(yīng)的正值代表增大水泥用量導(dǎo)致剝落率的降低,可以看出,前四個凍融周期內(nèi),相鄰水泥用量對應(yīng)的剝落率的差值以正值為主,且負值的數(shù)值也相對較小,說明水泥用量的增加整體上能夠降低TFC試件在凍融循環(huán)后的剝落率。隨著凍融周期的持續(xù)進行,如凍融循環(huán)6次之后,不同水泥摻量的試件剝落率相差無幾,說明此時凍融的損傷作用已經(jīng)超出了水泥的改善效果。(2)相同的水泥用量條件下,相鄰凍融周期對應(yīng)的試件剝落率差值,隨水泥用量的增大而逐漸變大,即水泥用量過多的試件,對于凍融循環(huán)次數(shù)的敏感性要大于水泥用量少的試件,如表5.2-3所示。當水泥用量為0%時,相鄰凍融周期對應(yīng)的試件剝落率的差值最大為2.26%,而當水泥用量為5.5%時,相鄰凍融周期對應(yīng)的試件剝落率差值最大為3.07%,且其余周期的差值均較大。該現(xiàn)象說明隨著凍融周期的持續(xù)進行,水泥用量過多的試件剝落率雖然在初始階段較小,但每增加一次凍融循環(huán),水泥用量多的試件剝落率的增加量要顯著大于水泥用量少的試件,即水泥用量過多的試件,對于凍融循環(huán)次數(shù)的敏感性要大于水泥用量少的試件。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]玄武巖纖維瀝青碎石封層性能及合理材料用量[J]. 張小元,顧興宇,呂俊秀,黃子珍,倪富健. 建筑材料學(xué)報. 2017(03)
[2]水性環(huán)氧樹脂改性微表處性能影響及評價研究[J]. 張慶,郝培文,白正宇. 公路. 2015(06)
[3]微表處混合料室內(nèi)配合比設(shè)計方法研究[J]. 周超,呂蓬,趙陽陽,楊傳光. 公路工程. 2014(03)
[4]碎石封層的最佳碾壓方案[J]. 賈瑞,張金雷,支喜蘭,高濤濤. 中外公路. 2012(01)
[5]碎石封層早期粘結(jié)性能試驗方法研究[J]. 張軍偉,張新建. 山西建筑. 2011(25)
[6]ASTM測定與回收乳化瀝青殘余物試驗方法[J]. 劉國祥,張小英,孔憲明. 石油瀝青. 2011(02)
[7]室內(nèi)瀝青混凝土路面層間抗剪強度試驗方法研究[J]. 汪水銀. 公路. 2010(02)
[8]國內(nèi)外低噪聲瀝青路面研究狀況概述[J]. 鄭鑫,雷學(xué)坤,章建龍,鐘純耀. 公路與汽運. 2007(03)
[9]國內(nèi)外Novachip技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 路凱冀,宋世海,李小東. 中外公路. 2006(03)
[10]路面維護及預(yù)防性養(yǎng)護效益分析[J]. 董瑞琨,孫立軍. 公路. 2004(03)
碩士論文
[1]高速公路瀝青路面養(yǎng)護效益評價方法研究[D]. 謝勝加.東南大學(xué) 2016
[2]瀝青—集料界面相結(jié)構(gòu)和粘附機理研究[D]. 王璐.長安大學(xué) 2014
[3]集料特性對改性乳化瀝青及微表處混合料技術(shù)性能的影響研究[D]. 羅資軍.長安大學(xué) 2014
[4]高性能雙層碎石封層用于干線公路瀝青面層的技術(shù)研究[D]. 鄭平安.長安大學(xué) 2014
[5]超薄磨耗層路面使用性能與層間剪切試驗研究[D]. 彭良清.湖南大學(xué) 2012
[6]硬質(zhì)乳化瀝青蒸發(fā)殘留物流變性能研究[D]. 徐光霽.武漢理工大學(xué) 2012
[7]集料特性對瀝青—集料界面性能影響研究[D]. 孔維川.長安大學(xué) 2012
[8]碎石封層耐久性試驗方法研究[D]. 李海祥.大連理工大學(xué) 2011
[9]基于表面能理論的瀝青與集料粘附性研究[D]. 王勇.湖南大學(xué) 2010
[10]石灰?guī)r在高速公路瀝青路面抗滑表層中的運用研究[D]. 徐小華.重慶交通大學(xué) 2010
本文編號：3509331
【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：135 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
-1乳化瀝青用量對TFC抗凍融松散性能的影響
為研究改性劑即SBR膠乳用量對TFC試件抗凍融松散性能的影響,分別以乳化瀝青用量的0%、3%、6%及9%作為SBR膠乳的用量,乳化瀝青種類為中凝型,首先制備上述改性劑摻量的乳化瀝青。單個試件的集料用量定為420g,乳化瀝青用量為14%,水泥用量為集料用量的1%,外加水量為集料用量的2%,可以確定SBR用量對TFC的抗凍融松散性能試驗結(jié)果如圖5.2-2。(1)根據(jù)圖5.2-2可以看出,相同的凍融周期下,隨著SBR膠乳用量的增大,TFC試件的剝落率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢,即當SBR膠乳由0%增長為3%時,凍融作用下試件的剝落率出現(xiàn)明顯的降低,且凍融循環(huán)6次之后,其剝落率仍然低于10%的閾值要求,說明SBR膠乳的添加,改善了TFC抵抗凍融破壞的能力。而當SBR膠乳的用量進一步增大為6%、9%時,剝落率又呈現(xiàn)出增大的趨勢,尤其是當SBR膠乳用量增長為9%時,試件的剝落率明顯大于其他SBR摻量的試件剝落率,甚至大于不添加SBR的試件。
(1)根據(jù)圖5.2-3可以看出,相同的凍融周期下,隨著水泥用量的增大,TFC試件的剝落率整體上呈現(xiàn)降低的趨勢,尤其是當凍融循環(huán)周期少于四個周期時,這種剝落率的降低趨勢最明顯,如表5.2-2所示,表中不同凍融周期對應(yīng)的正值代表增大水泥用量導(dǎo)致剝落率的降低,可以看出,前四個凍融周期內(nèi),相鄰水泥用量對應(yīng)的剝落率的差值以正值為主,且負值的數(shù)值也相對較小,說明水泥用量的增加整體上能夠降低TFC試件在凍融循環(huán)后的剝落率。隨著凍融周期的持續(xù)進行,如凍融循環(huán)6次之后,不同水泥摻量的試件剝落率相差無幾,說明此時凍融的損傷作用已經(jīng)超出了水泥的改善效果。(2)相同的水泥用量條件下,相鄰凍融周期對應(yīng)的試件剝落率差值,隨水泥用量的增大而逐漸變大,即水泥用量過多的試件,對于凍融循環(huán)次數(shù)的敏感性要大于水泥用量少的試件,如表5.2-3所示。當水泥用量為0%時,相鄰凍融周期對應(yīng)的試件剝落率的差值最大為2.26%,而當水泥用量為5.5%時,相鄰凍融周期對應(yīng)的試件剝落率差值最大為3.07%,且其余周期的差值均較大。該現(xiàn)象說明隨著凍融周期的持續(xù)進行,水泥用量過多的試件剝落率雖然在初始階段較小,但每增加一次凍融循環(huán),水泥用量多的試件剝落率的增加量要顯著大于水泥用量少的試件,即水泥用量過多的試件,對于凍融循環(huán)次數(shù)的敏感性要大于水泥用量少的試件。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]玄武巖纖維瀝青碎石封層性能及合理材料用量[J]. 張小元,顧興宇,呂俊秀,黃子珍,倪富健. 建筑材料學(xué)報. 2017(03)
[2]水性環(huán)氧樹脂改性微表處性能影響及評價研究[J]. 張慶,郝培文,白正宇. 公路. 2015(06)
[3]微表處混合料室內(nèi)配合比設(shè)計方法研究[J]. 周超,呂蓬,趙陽陽,楊傳光. 公路工程. 2014(03)
[4]碎石封層的最佳碾壓方案[J]. 賈瑞,張金雷,支喜蘭,高濤濤. 中外公路. 2012(01)
[5]碎石封層早期粘結(jié)性能試驗方法研究[J]. 張軍偉,張新建. 山西建筑. 2011(25)
[6]ASTM測定與回收乳化瀝青殘余物試驗方法[J]. 劉國祥,張小英,孔憲明. 石油瀝青. 2011(02)
[7]室內(nèi)瀝青混凝土路面層間抗剪強度試驗方法研究[J]. 汪水銀. 公路. 2010(02)
[8]國內(nèi)外低噪聲瀝青路面研究狀況概述[J]. 鄭鑫,雷學(xué)坤,章建龍,鐘純耀. 公路與汽運. 2007(03)
[9]國內(nèi)外Novachip技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 路凱冀,宋世海,李小東. 中外公路. 2006(03)
[10]路面維護及預(yù)防性養(yǎng)護效益分析[J]. 董瑞琨,孫立軍. 公路. 2004(03)
碩士論文
[1]高速公路瀝青路面養(yǎng)護效益評價方法研究[D]. 謝勝加.東南大學(xué) 2016
[2]瀝青—集料界面相結(jié)構(gòu)和粘附機理研究[D]. 王璐.長安大學(xué) 2014
[3]集料特性對改性乳化瀝青及微表處混合料技術(shù)性能的影響研究[D]. 羅資軍.長安大學(xué) 2014
[4]高性能雙層碎石封層用于干線公路瀝青面層的技術(shù)研究[D]. 鄭平安.長安大學(xué) 2014
[5]超薄磨耗層路面使用性能與層間剪切試驗研究[D]. 彭良清.湖南大學(xué) 2012
[6]硬質(zhì)乳化瀝青蒸發(fā)殘留物流變性能研究[D]. 徐光霽.武漢理工大學(xué) 2012
[7]集料特性對瀝青—集料界面性能影響研究[D]. 孔維川.長安大學(xué) 2012
[8]碎石封層耐久性試驗方法研究[D]. 李海祥.大連理工大學(xué) 2011
[9]基于表面能理論的瀝青與集料粘附性研究[D]. 王勇.湖南大學(xué) 2010
[10]石灰?guī)r在高速公路瀝青路面抗滑表層中的運用研究[D]. 徐小華.重慶交通大學(xué) 2010
本文編號：3509331
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