季凍區(qū)工廠化廢橡膠粉-SBS復合改性瀝青(CR-SBSCMA)及混合料性能研究.pdf

1、季凍地區(qū)特殊的氣候條件和不斷增加的汽車荷載對瀝青路面使用性能提出更高的要求，尤其是對低溫抗裂和高溫抗車轍要求更高。目前橡膠粉單一改性瀝青存在易離析、高溫黏度大以及施工質量難以控制等問題。與之相比廢橡膠粉與SBS復合改性瀝青（CR/SBSCMA）改善了上述問題而且混合料具有良好的路用性能，是一項兼具經(jīng)濟效益和社會效益的改性技術。但現(xiàn)場加工面臨著性能變異、成本投入高及儲存穩(wěn)定性差等問題。在這種背景下，本文圍繞季凍地區(qū)工廠化CR/SBSCMA

2、生產(chǎn)、CR/SBSCMA常規(guī)性能以及流變特性、CR/SBSCMA混合料的路用性能以及力學特性、施工工藝等方面開展系統(tǒng)的研究。
　　首先從橡膠粉與SBS兩種改性劑材料自身特點出發(fā)，通過系統(tǒng)分析工廠化CR/SBSCMA的材料參數(shù)和工藝參數(shù)，提出了用于工廠化CR/SBSCMA生產(chǎn)的關鍵控制參數(shù)包括橡膠粉細度、橡膠粉摻量、SBS摻量以及反應溫度、發(fā)育時間等。同時通過宏觀性能測試和微觀形貌分析相結合的評價方法，采用針入度、軟化點、延度、黏度

3、、彈性恢復等常規(guī)性指標以及基于掃描電鏡、差熱分析、紅外光譜等試驗手段研究了CR/SBSCMA的性能與微觀形貌特征。基于季凍地區(qū)氣候要求及室內(nèi)試驗結果提出了適用于季凍地區(qū)工廠化CR/SBSCMA的技術指標。
　　基于流變學原理，對工廠化CR/SBSCMA和SBS改性瀝青進行了不同溫度（64℃、70℃、76℃）以及不同頻率范圍（0.01Hz~16Hz）內(nèi)的動態(tài)剪切流變試驗，以車轍因子作為評價高溫性能指標分析了不同溫度下兩種改性瀝青的高

4、溫力學特性；基于時溫等效原理構建了的模量主曲線，獲得了兩種改性瀝青在不同荷載頻率作用下的力學特征?；诓煌瑴囟龋?18℃、-24℃、-30℃）條件下的低溫蠕變試驗，分析了蠕變速率m和蠕變勁度模量S的變化規(guī)律。開展了不同溫度（135℃、175℃、200℃）條件下的黏溫特性分析。上述流變特性分析結果表明CR/SBSCMA具有良好的高溫、低溫流變特性和黏溫特性。
　　為了充分發(fā)揮CR/SBSCMA混合料的性能，基于CR/SBSCMA自身

5、特點，進行了基于魏茅茨(Wegmouth)粒子干涉理論的混合料調整礦料級配曲線研究，同時對AC和SMA兩種礦料級配形式的瀝青混合料開展常規(guī)的動穩(wěn)定度試驗、低溫彎曲試驗、水穩(wěn)定性試驗，并進行漢堡車轍試驗以及低溫凍斷試驗驗證，系統(tǒng)地評價了CR/SBSCMA混合料的路用性能。結合季凍地區(qū)交通荷載及氣候特點，提出了適用于季凍地區(qū)工廠化CR/SBSCMA混合料性能評價指標要求，為CR/SBSCMA在季凍地區(qū)的生產(chǎn)和應用奠定了的基礎。
　　通

6、過靜態(tài)抗壓強度和回彈模量試驗、動態(tài)回彈模量試驗以及低溫蠕變?nèi)崃吭囼瀸R/SBSCMA混合料在不同溫度區(qū)域內(nèi)力學特性進行了比較分析，按照時溫轉換法則建立了動態(tài)模量主曲線，對CR/SBSCMA在全頻范圍內(nèi)的力學特性進行了分析，結果再次驗證了工廠化CR/SBSCMA混合料高溫條件下具有良好的抗永久變形能力，低溫條件下具有良好的柔韌性。
　　最后通過實體工程的修筑，系統(tǒng)總結了CR/SBSCMA混合料的施工工藝，有效指導了CR/SBSCM