基于干法改性沥青的浇注式沥青混合料性能研究

作     者：包广志 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王民;梅迎军

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：浇注式沥青混合料 干法改性 聚合物改性剂 沥青玛蹄脂 路用性能 养护工程 

摘      要：浇注式沥青混合料以其优异的防水性能、耐久性及随从变形能力在钢桥面铺装领域得到广泛应用。当铺装层在运营期出现的网裂、坑槽等病害,通常面积较小,不具备建设期的生产条件,采用专用沥青结合料进行混合料生产和施工,而其它类型混合料无法达到预期修复效果。浇注式沥青混合料高温摊铺、致密无空隙、自流成型、无需碾压,修复施工便捷、新老接缝熔融黏结,且不存在渗水风险。但浇注式沥青混合料所用沥青结合料非普通改性沥青,需采用湿法改性制备,工艺繁琐,成本高。因此,本文引入干法改性技术制备浇注式沥青混合料,解决了修复养护工程中小批量浇注式沥青混合料生产的材料难题。同时,浇注式沥青混合料具有拌和时间长、温度高等特点,有利于干法改性拌和过程中改性剂的分散熔融,两者可实现技术互补、相辅相成。本文借鉴现有浇注式沥青混合料用沥青结合料生产配方,采用熔融搅拌改性工艺,通过改性沥青的性能指标和改性剂在沥青中的分散状态,筛选出适用于干法改性的聚合物改性剂。基于此,从沥青结合料、沥青玛蹄脂和混合料三个层面对复配出的干法改性剂的改性效果进行综合评价。首先,依据浇注式沥青混合料用改性剂的作用机理,对基质沥青和聚合物改性剂进行筛选,选取聚合物改性剂A和成品直投改性剂C进行沥青结合料干法复配,并通过降粘剂和天然沥青做进一步筛选,提出干法1#、干法2#改性配方。对两种配方,分别通过熔融搅拌和高速剪切进行沥青改性,结果表明不同工艺下的沥青结合料各项指标差异性不明显。其次,通过对比干、湿两种工艺制备的沥青玛蹄脂流变性能,评价改性剂在高矿粉掺量条件下的改性效果。结果表明,随着粉胶比的增大,干法改性剂的改性效果受到一定影响,过多的矿粉不利于改性剂的溶胀、分散作用。然后,针对影响干法改性效果的矿粉添加时间、拌和总时间、拌和温度三个因素,采用正交试验确定干法改性的生产控制条件,并对不同改性工艺下的混合料性能进行对比分析。试验结果表明,干法改性工艺下制备的浇注式沥青混合料高、低温性能接近于湿法改性,且满足相应技术要求。最后,通过实桥养护工程实施,发现干法改性工艺现场生产浇注式沥青混合料操作简便,具有较强的适用性。经现场取样测试和后期追踪观测,混合料各项技术指标均满足实桥使用要求,使用状态良好。本文针对钢桥面浇注式沥青铺装养护实施中所面临的材料生产难题,提出了基于干法改性工艺的混合料生产技术,对提升钢桥面铺装养护质量、延长使用寿命具有重要意义。