本文關(guān)鍵詞：鎢酸鋯改性瀝青膠漿及瀝青混合料低溫抗裂性能研究

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【摘要】：在瀝青路面使用過程中,溫縮裂縫的產(chǎn)生會降低路面的使用性能并縮短路面的使用壽命。溫縮裂縫產(chǎn)生的原因是由于冬季溫度驟降時混合料內(nèi)部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力不能及時松弛掉而不斷積累造成的。本課題通過利用具有負(fù)膨脹性能的鎢酸鋯部分替代瀝青混合料中的礦粉,以期提高瀝青混合料的低溫抗裂性能,減少瀝青路面的開裂。首先,測試了原材料的基本性能并確定了配合比和最佳油量。結(jié)果顯示,試驗選用的70號基質(zhì)瀝青、礦粉、粗集料、細(xì)集料滿足規(guī)范要求,本次使用的AC-13密級配的最佳油量為4.9%。其次,通過測試鎢酸鋯瀝青膠漿體積膨脹系數(shù),發(fā)現(xiàn)隨著鎢酸鋯摻量的增加,膠漿的收縮系數(shù)逐漸減小,表明鎢酸鋯能夠降低膠漿的體積收縮系數(shù)。通過膠漿的DSC試驗可知,膠漿的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變點Tp隨著鎢酸鋯摻量的增加逐漸降低;瀝青0℃以上不穩(wěn)定溫度區(qū)的范圍隨著鎢酸鋯摻量的增加逐漸加大;鎢酸鋯能整體降低膠漿的吸熱率。對瀝青混合料收縮系數(shù)測試可知,隨著鎢酸鋯摻量的增加,瀝青混合料的線收縮系數(shù)逐漸減少。通過Haas機場道面模型的驗證,證明隨著混合料收縮系數(shù)的降低,開裂間距逐漸增大。通過對瀝青膠漿與混合料收縮系數(shù)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),混合料的收縮系數(shù)與膠漿的收縮系數(shù)具有很好的正相關(guān)關(guān)系;利用Jones模型驗證由鎢酸鋯瀝青膠漿收縮系數(shù)預(yù)估混合料收縮系數(shù)發(fā)現(xiàn),Jones模型能夠較好利用鎢酸鋯改性瀝青膠漿的收縮系數(shù)來預(yù)估混合料的收縮系數(shù)。最后,通過凍斷試驗發(fā)現(xiàn),凍斷應(yīng)力整體呈現(xiàn)隨著鎢酸鋯摻量的增加,應(yīng)力減小的規(guī)律,40%組的凍斷應(yīng)力最小;凍斷溫度五組差異不大;轉(zhuǎn)化點溫度隨著鎢酸鋯摻量的增加逐漸降低;凍斷應(yīng)力增長斜率與凍斷應(yīng)力變化趨勢一致。對凍斷試驗主成分分析可知,單獨用某一種指標(biāo)來評價鎢酸鋯瀝青混合料的低溫抗裂性能都不合適。通過小梁彎曲試驗得到抗彎拉強度、彎拉應(yīng)變和勁度模量三個指標(biāo),發(fā)現(xiàn)彎拉應(yīng)變隨著鎢酸鋯摻量的增加呈現(xiàn)出先增大后減小的規(guī)律,在鎢酸鋯摻量為40%左右時彎拉應(yīng)變達(dá)到最大;抗彎拉強度隨著鎢酸鋯摻量的增加不斷減小。通過對瀝青混合料低溫性能指標(biāo)的灰關(guān)聯(lián)分析可知,膠漿收縮系數(shù)和混合料收縮系數(shù)與凍斷溫度關(guān)聯(lián)度最高,表明膠漿收縮系數(shù)和混合料收縮系數(shù)也能很好地表征混合料的低溫抗裂性能。針對凍斷試驗的凍斷溫度變化不大和彎曲試驗抗彎拉強度下降的現(xiàn)象,對鎢酸鋯用氫氧化鈉水溶液進(jìn)行了處理。結(jié)果顯示,鎢酸鋯經(jīng)氫氧化鈉水溶液處理,瀝青混合料的抗彎拉強度和彎拉應(yīng)變都得到提高,由此說明鎢酸鋯用氫氧化鈉水溶液處理,能夠增強膠漿的膠結(jié)性能,從而增強瀝青混合料的低溫性能。
【關(guān)鍵詞】：鎢酸鋯 瀝青膠漿 瀝青混合料 低溫性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U414
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究的背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 低溫縮裂機理及預(yù)估模型的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 混合料低溫試驗方法綜述12-15
• 1.2.3 鎢酸鋯應(yīng)用研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 國內(nèi)外文獻(xiàn)研究綜述簡析16-17
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 第2章 原材料技術(shù)性能試驗及配合比設(shè)計19-25
• 2.1 瀝青技術(shù)性能測試19
• 2.2 填料基本性能測試19-21
• 2.2.1 鎢酸鋯基本性質(zhì)20
• 2.2.2 礦粉基本性質(zhì)20-21
• 2.2.3 五種填料密度測試21
• 2.3 集料技術(shù)性能測試21-22
• 2.4 配合比設(shè)計22-23
• 2.5 最佳瀝青用量的確定23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 鎢酸鋯改性瀝青膠漿性能及混合料收縮系數(shù)試驗研究25-43
• 3.1 鎢酸鋯改性瀝青膠漿溫度收縮系數(shù)試驗25-30
• 3.1.1 試驗原理簡介25-26
• 3.1.2 瀝青膠漿試件的制備26-27
• 3.1.3 試驗儀器組裝與校準(zhǔn)27-28
• 3.1.4 膠漿收縮系數(shù)試驗結(jié)果分析28-30
• 3.2 鎢酸鋯改性瀝青膠漿熱物性分析30-33
• 3.2.1 差示掃描量熱法（DSC）簡介30
• 3.2.2 DSC試驗原理30-31
• 3.2.3 DSC試驗結(jié)果分析31-33
• 3.3 鎢酸鋯改性瀝青混合料收縮系數(shù)試驗33-37
• 3.3.1 收縮系數(shù)試驗概述34-35
• 3.3.2 收縮系數(shù)試驗步驟35
• 3.3.3 混合料收縮系數(shù)試驗結(jié)果分析35-37
• 3.4 瀝青膠漿與瀝青混合料收縮系數(shù)相關(guān)性分析37-39
• 3.4.1 相關(guān)性分析37-38
• 3.4.2 Jones模型驗證38-39
• 3.5 基于開裂預(yù)估模型的鎢酸鋯瀝青路面開裂狀況評價39-41
• 3.5.1 Haas機場道面預(yù)估模型驗證40
• 3.5.2 基于季節(jié)凍土地區(qū)瀝青路面開裂預(yù)估模型驗證40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-43
• 第4章 鎢酸鋯瀝青混合料低溫抗裂性能研究43-67
• 4.1 凍斷試驗43-53
• 4.1.1 凍斷試驗概述43-44
• 4.1.2 凍斷試驗原理44-45
• 4.1.3 凍斷試驗試驗步驟45-46
• 4.1.4 凍斷試驗結(jié)果46-50
• 4.1.5 凍斷試驗主成分分析50-53
• 4.2 小梁彎曲試驗53-59
• 4.2.1 小梁彎曲試驗概述53
• 4.2.2 小梁彎曲試驗原理及步驟53-55
• 4.2.3 小梁彎曲試驗結(jié)果分析55-59
• 4.3 低溫性能指標(biāo)相關(guān)性分析59-62
• 4.3.1 灰關(guān)聯(lián)分析法原理59-60
• 4.3.2 低溫評價各指標(biāo)的灰關(guān)聯(lián)分析60-62
• 4.4 對鎢酸鋯改性及效果分析62-65
• 4.4.1 NaOH水溶液改性原理及試驗方法62-63
• 4.4.2 改性后的小梁彎曲試驗結(jié)果63-65
• 4.4.3 NaOH水溶液改性效果評價65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 附錄74-77
• 致謝77

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