胶粉改性沥青及其粘层应用技术研究

作     者：陈兆坤 

作者单位：长沙理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：查旭东

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：胶粉改性沥青 粘层 最佳掺量 层间结合状态 受力分析 施工工艺 

摘      要：众所周知,高等级公路层间结合一直是广大公路工作者关心和研究的问题之一。由于基面层间结合薄弱易产生滑移,从而造成路面破坏严重。为此,本文在参考国内外大量相关文献和使用经验的基础上,结合327国道山东省泗水段沥青路面的施工,开展胶粉改性沥青的性能和粘层应用技术研究。 1)在胶粉掺量为15%的情况下,分别选择30目、40目、60目和80目的胶粉对基质沥青进行改性,对比在胶粉细度不同的情况下改性沥青的感温、高温和低温等性能,得出40目的胶粉改性沥青性能最好。据此,采用40目的胶粉分别在不同胶粉掺量下分析其对改性沥青性能的影响,结果表明,随着胶粉掺量的增加,温感性降低,高温、低温和抗老化性能都得到了改善,且延度呈抛物线关系变化,当胶粉掺量为15%时,达到峰值34.2cm。由此,综合各项性能的改善情况,确定胶粉最佳掺量为15%。 2)为了进一步确定胶粉的最佳掺量,分别对基质沥青和不同胶粉掺量的改性沥青进行了SHRP试验,分析了胶粉沥青改性后的高温性能和低温性能,结果表明改性后的高温性能和低温性能都得到了改善,与常规试验结果一样,得出胶粉掺量在15%时改性沥青的改性性能最好。同时,对改性沥青进行了红外光谱分析,结果表明加入胶粉以后增大了分子活动的位阻,从而减小了分子的活性使沥青抗老化性能增强。 3)运用弹性层状体系理论和BISAR3.0程序,结合试验路的路面结构对层间不同结合状态进行了受力分析。得出基面层的结合状态是影响路面使用性能的关键因素之一,随着层间结合状态由完全连续向滑动变化时,应力水平会一直增大,不利于路面结构的使用。 4)在室内进行了粘层抗剪切试验和拉拔试验,随着粘层洒布量的增加,粘层抗剪和抗拉拔呈单峰抛物线关系,且都在洒布量为1.6kg/m2达到峰值。结果得出了胶粉改性沥青粘层的最佳洒布量是1.6kg/m2。据此,在山东济宁国道327泗水段进行了胶粉改性沥青粘层试验路施工,并进行了现场施工质量监控和质量检测。结果表明,随着洒布量的增大,粘层的抗剪和拉拔同样在1.6kg/m2达到峰值。 总之,本文研究提出的胶粉改性沥青性能评价指标、施工工艺及其在粘层中的应用,为胶粉改性沥青的进一步推广应用提供了合理的参考。