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水工沥青混凝土酸性骨料粘附性改善研究及价值分析

水工沥青混凝土酸性骨料粘附性改善研究及价值分析

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作者：周墨琳西安理工大学

学位级别：硕士

水工沥青混凝土在各类水利工程中广泛应用。随着“双碳”目标的实施,我国抽水蓄能电站以及大中型土石坝的建设数量持续增长,工程所需的天然优质碱性骨料可能面临短缺。如何改善酸性骨料与沥青相对较弱的粘附性,对于实现酸性骨料的就近... 详细信息

水工沥青混凝土在各类水利工程中广泛应用。随着“双碳”目标的实施,我国抽水蓄能电站以及大中型土石坝的建设数量持续增长,工程所需的天然优质碱性骨料可能面临短缺。如何改善酸性骨料与沥青相对较弱的粘附性,对于实现酸性骨料的就近就地资源化利用以及降低工程成本具有重要意义。本文以酸性骨料为研究对象,通过试验分析了沥青-骨料酸碱性与粘附性之间的作用规律,提出了针对酸性骨料的粘附性改善方案,并运用价值工程理论对改善方案进行了比选。本文主要研究成果如下:(1)建立了沥青-骨料酸碱性与粘附性之间的多元线性回归模型。通过酸碱性试验与粘附性试验,以骨料碱值、沥青酸值以及质量损失率为评价指标,分析了评价指标间的定量关系,得出了以下结论:当质量损失率小于等于15%时,沥青-骨料粘附性通常能满足生产建设要求;当骨料碱值大于等于0.775,沥青酸值大于等于2.242时,材料粘附性基本达标;酸碱值自变量对质量损失率指标变化的贡献率占到了 88.5%,且骨料碱值比沥青酸值对质量损失率的影响作用更强。(2)分析了不同掺量改性剂对沥青混合料各项性能的影响效果。改进水煮法试验结果表明:当消石灰(HL)掺量为4.0%或多聚磷酸(PPA)掺量为1.5%时,对酸性骨料粘附性的改善效果最佳,提升效率分别为88.01%和85.69%。结合各方案沥青混合料的水稳定性、斜坡热稳定性及低温抗裂稳定性相关指标的预测值,通过变异系数法与TOPSIS法耦合分析可知:改性方案中采用1.5%掺量PPA的沥青混合料方案综合性能较优,采用3.0%掺量HL的沥青混合料方案综合性能较劣。(3)确定了 1.5%掺量PPA为价值较优的酸性骨料粘附性改善方案。价值工程分析结果表明:各方案的综合功能系数排序为:1.5%PPA>未改性(碱性玄武岩)>2.0%PPA>1.0%PPA>4.0%HL>3.0%HL;各方案的单位成本排序为:未改性(碱性玄武岩)>2.0%PPA>1.5%PPA>1.0%PPA>4.0%HL>3.0%HL;各方案的价值评分排序为:1.5%PPA>2.0%PPA>1.0%PPA>4.0%HL>未改性(碱性玄武岩)>3.0%HL,即掺量为1.5%PPA的酸性骨料粘附性改善方案的性价比最优。

关键词：水工沥青混凝土酸性骨料沥青-骨料粘附性价值工程

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