【摘要】：瀝青混凝土路面溫縮裂縫是一個長久以來困擾道路工作者的難題。溫縮裂縫不僅影響道路美觀，還會誘發(fā)其它病害，嚴重影響道路的使用性能及使用壽命。研究表明，瀝青膠漿對于瀝青混合料的抗裂性能起決定性作用，因此要減少瀝青路面溫縮裂縫要從膠漿改性入手。在材料領(lǐng)域，鎢酸鋯由于具有特殊的負膨脹效應(yīng)而得到廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合鎢酸鋯的負膨脹特性，提出以鎢酸鋯替代礦粉，，改善瀝青膠漿低溫收縮特性，最終達到減少瀝青路面低溫開裂的目的。同時對膠漿的其它路用性能進行測試，綜合評價鎢酸鋯改性效果。 首先，根據(jù)規(guī)范要求對瀝青原材料進行基本性能測試。規(guī)范中對填料的要求較為寬泛，本文結(jié)合規(guī)范要求以及現(xiàn)有的研究成果，對填料礦粉和鎢酸鋯進行了密度、粒度分布、微觀級配、孔結(jié)構(gòu)及親水系數(shù)的測試研究。結(jié)果顯示，相比于礦粉，鎢酸鋯具有粒度小，級配分布均勻，孔結(jié)構(gòu)豐富，活性強等優(yōu)點，但鎢酸鋯的密度和親水系數(shù)都較大，在實際使用中應(yīng)謹慎。 其次，鎢酸鋯改性膠漿的低溫性能是評價改性效果的最重要評價指標。通過彎曲梁流變儀對不同鎢酸鋯替代率的膠漿進行試驗，對膠漿的蠕變勁度、蠕變速率和松弛特性進行研究。同時自主研發(fā)一套瀝青材料低溫體積收縮系數(shù)測試裝置，利用該裝置對膠漿的收縮系數(shù)進行了測試。彎曲梁流變試驗測試結(jié)果與膠漿體積收縮系數(shù)的相關(guān)性分析證明二者具有良好的相關(guān)性。結(jié)果還顯示，隨著鎢酸鋯替代率的增加，瀝青膠漿低溫性能得到顯著的改善。 進而，對鎢酸鋯改性瀝青膠漿的中高溫性能進行了分析。主要通過動態(tài)力學方法，評價膠漿的高溫穩(wěn)定性和中溫抗疲勞性能，并對多元混合物膠漿進行了相容性分析及界面損耗性能研究。同時基于表面能理論對膠漿的界面粘結(jié)強度，即抗水損害能力進行評定，以黏韌性試驗結(jié)果對膠漿綜合力學性能加以表征。結(jié)果表明鎢酸鋯的加入能改善膠漿抗疲勞性能，提高界面性能、抗水損害能力及綜合力學性能，但在一定程度上會降低膠漿的高溫性能。 最后，通過紅外光譜法對填料與瀝青的作用類型進行判斷，結(jié)果顯示填料與瀝青之間發(fā)生了物理—化學反應(yīng)�；谇拔牡臏y試結(jié)果，本文對填料基本性能與膠漿性能之間進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明填料的密度對膠漿的高低溫及抗疲勞性能均有顯著影響，并且提出以X90作為填料微觀級配的評價指標。還發(fā)現(xiàn)填料的比表面能、活性C值二者與膠漿低溫性能有顯著相關(guān)性，與高溫和抗疲勞性能相關(guān)性不強。 以上研究證明鎢酸鋯具有明顯改善膠漿低溫性能的效果，除了高溫性能略有減低之外，抗疲勞性能和抗水損害能力能都得到了提高。這說明利用鎢酸鋯來改性瀝青膠漿具有顯著的應(yīng)用價值及研究意義。
[Abstract]:The temperature shrinkage crack of asphalt concrete pavement has been a difficult problem for road workers for a long time. The temperature shrinkage crack not only affects the beauty of the road, but also induces other diseases, which seriously affects the service performance and service life of the road. The research shows that asphalt mortar plays a decisive role in the cracking resistance of asphalt mixture, so it is necessary to modify the asphalt pavement to reduce the temperature shrinkage crack of asphalt pavement. Zirconium tungstate has been widely used in the field of materials because of its special negative expansion effect. According to the negative expansion characteristics of zirconium tungstate, this paper proposes that zirconium tungstate can replace mineral powder to improve the shrinkage of asphalt slurry at low temperature, and finally reduce the cracking of asphalt pavement at low temperature. At the same time, the modification effect of zirconium tungstate was evaluated. Firstly, the basic performance of asphalt raw materials is tested according to the specifications. In this paper, the density, particle size distribution, microgradation, pore structure and hydrophilic coefficient of filler ore powder and zirconium tungstate are studied. The results show that zirconium tungstate has the advantages of small particle size, uniform distribution, rich pore structure and strong activity, but the density and hydrophilic coefficient of zirconium tungstate are larger than those of ore powder. Secondly, the low temperature performance of zirconium tungstate modified mortar is the most important index to evaluate the modification effect. The creep stiffness, creep rate and relaxation characteristics of different zirconium tungstate replacements were studied by bending beam rheometer. At the same time, a set of low temperature volume shrinkage coefficient testing device of asphalt material was developed, and the shrinkage coefficient of rubber paste was tested by this device. The correlation analysis between the rheological test results of bending beams and the volume shrinkage coefficient of cement paste shows that there is a good correlation between them. The results also show that with the increase of zirconium tungstate substitution ratio, the low temperature performance of asphalt mortar is improved significantly. Furthermore, the mid-high temperature performance of zirconium tungstate modified asphalt slurry was analyzed. The high temperature stability and moderate temperature fatigue resistance of the mortar were evaluated by dynamic mechanical method. The compatibility analysis and interface loss performance of the multicomponent mixture were studied. At the same time, based on the theory of surface energy, the interfacial bond strength, that is, water damage resistance, was evaluated, and the comprehensive mechanical properties of the mortar were characterized by the results of the adhesive toughness test. The results show that the addition of zirconium tungstate can improve the fatigue resistance, interfacial properties, water damage resistance and comprehensive mechanical properties of the paste, but to some extent it will reduce the high temperature properties of the paste. Finally, the type of action between filler and asphalt is determined by infrared spectroscopy. The results show that there is a physical-chemical reaction between filler and asphalt. Based on the previous test results, the correlation between the basic properties of fillers and the properties of mortar was analyzed. The results show that the density of fillers has a significant effect on the high and low temperature and fatigue resistance of the mortar. And the X 90 is used as the evaluation index of the micro gradation of filler. It was also found that the specific surface energy and active C value of fillers were significantly correlated with the low temperature properties of the slurry, but not with the high temperature and fatigue resistance. It is proved that zirconium tungstate has the effect of improving the low temperature performance of the adhesive obviously. Besides the low temperature property of the slurry, the fatigue resistance and the water damage resistance are improved. This shows that the use of zirconium tungstate to modify asphalt mortar has significant application value and research significance.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U414

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李宏志;鄭健龍;;溫拌瀝青膠漿流變性能研究[J];長安大學學報(自然科學版);2013年06期

2 邵顯智,譚憶秋,邵敏華,孫立軍;瀝青膠漿微觀界面的研究[J];公路;2003年12期

3 胡學斌,張肖寧,鄒桂蓮;西部環(huán)境下瀝青膠漿的性能評價[J];石油瀝青;2004年04期

4 張永滿,嚴戰(zhàn)友;瀝青膠漿錐入度試驗與分析[J];西部探礦工程;2005年S1期

5 劉麗,郝培文;瀝青膠漿低溫性能及評價方法研究[J];公路;2005年08期

6 趙麗華,孔永健,關(guān)彥斌;對添加纖維后瀝青膠漿性能改善的研究和分析[J];河南理工大學學報(自然科學版);2005年05期

7 王健;瀝青膠漿錐入度試驗與分析[J];中外公路;2005年05期

8 鄭南翔,張永滿,張宜洛;瀝青膠漿的低溫性能試驗研究[J];重慶交通學院學報;2005年01期

9 彭勇登;;水泥替代礦粉對瀝青膠漿性能的影響[J];中外公路;2006年01期

10 劉麗;郝培文;;瀝青膠漿粘度特性分析[J];河北工業(yè)大學學報;2006年02期

相關(guān)會議論文 前7條

1 鄭南翔;張永滿;張宜洛;;瀝青膠漿的低溫性能試驗研究[A];第五屆全國路面材料及新技術(shù)研討會論文集[C];2004年

2 鄭南翔;張永滿;張宜洛;;瀝青膠漿的低溫性能試驗研究[A];節(jié)能環(huán)保 和諧發(fā)展——2007中國科協(xié)年會論文集（一）[C];2007年

3 吳少鵬;劉聰慧;劉全濤;朱國軍;;老化瀝青膠漿的流變性能研究[A];中國化學會、中國力學學會第九屆全國流變學學術(shù)會議論文摘要集[C];2008年

4 吳少鵬;陳箏;朱祖煌;劉杰勝;;應(yīng)用流變學方法評價纖維瀝青膠漿的高溫性能[A];中國化學會、中國力學學會第九屆全國流變學學術(shù)會議論文摘要集[C];2008年

5 馬占伏;晉琰;韓柳;;摻加外摻劑后瀝青膠漿高低溫性能研究[A];第十屆中國科協(xié)年會論文集（四）[C];2008年

6 吳少鵬;李波;陳箏;黃旭;;傳導(dǎo)型填料對瀝青膠漿溫度敏感性的影響[A];中國化學會、中國力學學會第九屆全國流變學學術(shù)會議論文摘要集[C];2008年

7 吳少鵬;黃俊峰;林振華;葉雷;;消石灰和礦粉改性瀝青膠漿性能研究[A];中國化學會、中國力學學會第九屆全國流變學學術(shù)會議論文摘要集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 紀捷、韓冬;市交通運輸局4項科研成果達到國際先進水平[N];唐山勞動日報;2010年

相關(guān)博士學位論文 前4條

1 馬慧莉;無機填料對瀝青膠漿力學性能影響的細觀力學分析[D];吉林大學;2013年

2 陳志國;火山灰瀝青膠漿路用性能的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

3 葉群山;纖維改性瀝青膠漿與混合料流變特性研究[D];武漢理工大學;2007年

4 于斌;纖維瀝青膠漿流變特性及纖維瀝青混合料路用性能研究[D];長安大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 姜wF;瀝青膠漿自愈合能力研究[D];武漢理工大學;2011年

2 高慶華;棉秸稈纖維瀝青膠漿路用性能研究[D];長安大學;2015年

3 李睿;纖維瀝青膠漿的性能研究[D];中國石油大學(華東);2014年

4 馮玉鵬;粉膠比對瀝青膠漿低溫性能影響效應(yīng)分析[D];吉林大學;2016年

5 陳驚宇;基于DMA方法的瀝青膠漿老化性能及其對銑刨系統(tǒng)的影響研究[D];長安大學;2016年

6 曹一翔;鎢酸鋯改性瀝青膠漿的路用性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

7 劉影;鋁酸酯偶聯(lián)劑改性瀝青膠漿的性能研究[D];山東大學;2009年

8 李華;瀝青膠漿粘彈性研究[D];長安大學;2006年

9 劉麗;瀝青膠漿技術(shù)性能及評價方法研究[D];長安大學;2004年

10 劉全濤;瀝青膠漿的疲勞性能研究[D];武漢理工大學;2008年

本文編號：2282649