改性瀝青高溫性能評(píng)價(jià)及其應(yīng)用的研究.pdf

1、瀝青路面的高溫流動(dòng)變形問(wèn)題一直是世界各國(guó)普遍關(guān)注的路面主要損壞形式之一，實(shí)踐表明，改性瀝青的使用可以有效提高瀝青路面的高溫性能。但改性瀝青與基質(zhì)瀝青具有性質(zhì)上的根本差異，SHRP評(píng)價(jià)體系中適用于基質(zhì)瀝青的試驗(yàn)方法和指標(biāo)無(wú)法準(zhǔn)確、全面地反映改性瀝青的高溫變形特性。本文應(yīng)用流變學(xué)試驗(yàn)方法和理論，分析研究了改性瀝青在重復(fù)荷載作用下的高溫變形特點(diǎn)和評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)高溫性能評(píng)價(jià)中的必要環(huán)節(jié)——短期老化模擬進(jìn)行了研究，改進(jìn)了旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)方法RTF

2、OT，使其適用于改性瀝青。結(jié)合改性瀝青的高溫性能評(píng)價(jià)方法，對(duì)幾種常用的瀝青混合料車轍試驗(yàn)方法和指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比研究，并進(jìn)而采用旋轉(zhuǎn)多輪車轍儀RLWT對(duì)瀝青路面的車轍分析和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了探討。最后，作為改性瀝青和混合料評(píng)價(jià)研究的應(yīng)用，對(duì)抗車轍產(chǎn)品高模量瀝青混合料的高溫性能進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。　　美國(guó)的SHRP研究提出了基于路用性能的Superpave瀝青膠結(jié)料規(guī)范，其中的高溫性能評(píng)價(jià)方法用于改性瀝青時(shí)顯示出一定的局限性，評(píng)價(jià)指標(biāo)G*/sinδ

3、不能完整地表征改性瀝青的高溫性能，其關(guān)鍵在于沒(méi)有考慮延遲彈性的影響。重復(fù)蠕變恢復(fù)試驗(yàn)可以將永久變形與延遲彈性變形區(qū)分開(kāi)來(lái)，更適合改性瀝青的高溫性能評(píng)價(jià)。通過(guò)蠕變恢復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)瀝青的高溫變形絕大部分是不可恢復(fù)的粘性流動(dòng)，粘度對(duì)永久變形起著決定性作用；而改性瀝青的變形中延遲彈性部分占了很大比例，它對(duì)瀝青的性能具有重要影響，累積變形的發(fā)展速率可以直觀地表征改性瀝青的高溫變形發(fā)展，用εL/εP表征，其意義與混合料車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)類似。

4、對(duì)比分析了溫度、荷載和加載-恢復(fù)時(shí)間對(duì)改性瀝青變形累積行為和評(píng)價(jià)指標(biāo)εL/εP的影響。并結(jié)合國(guó)際研究前沿，對(duì)改性瀝青的粘性成分——零剪切粘度ZSV進(jìn)行了探討，分別采用蠕變?cè)囼?yàn)、動(dòng)態(tài)模式試驗(yàn)和多種流變學(xué)模型擬合方法確定了ZSV，改性瀝青的ZSV比基質(zhì)瀝青大得多，通過(guò)試驗(yàn)直接測(cè)定比較困難?！　「男詾r青的高溫性能評(píng)價(jià)需要考慮施工過(guò)程中的瀝青老化，老化模擬效果直接影響高溫性能評(píng)價(jià)結(jié)果。目前廣泛使用的旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化試驗(yàn)RTFOT對(duì)改性瀝青的老

5、化模擬不充分，為此，提出了升高試驗(yàn)溫度的改進(jìn)措施和具體的改性瀝青老化試驗(yàn)溫度確定方法。不僅解決了改性瀝青在RTFOT中老化不充分的問(wèn)題，而且與實(shí)際施工溫度相符，可以有效模擬現(xiàn)場(chǎng)老化?！　∨c改性瀝青的重復(fù)蠕變恢復(fù)試驗(yàn)相對(duì)應(yīng)，混合料的車轍試驗(yàn)也是一種具有間歇期的重復(fù)加載試驗(yàn)，可用來(lái)評(píng)價(jià)改性瀝青混合料的高溫性能。對(duì)我國(guó)規(guī)范中的車轍試驗(yàn)、美國(guó)的APA和RLWT三種車轍試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比研究，分析了國(guó)標(biāo)車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度和變形指標(biāo)，指出改性瀝青混合

6、料的評(píng)價(jià)應(yīng)以動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)為主；對(duì)RLWT的研究表明，16000次加載作用下的車轍變形是比較合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并采用RLWT對(duì)路面車轍進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)，對(duì)處治方案的優(yōu)化和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的推廣具有重要的指導(dǎo)意義?！　〗榻B了采用上述改性瀝青設(shè)計(jì)出的高模量瀝青混合料，并對(duì)它的高溫性能進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。力學(xué)試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)結(jié)果均表明其具有良好的抗車轍性能，同時(shí)也體現(xiàn)出車轍深度與勁度模量的相關(guān)性。運(yùn)用三維有限元方法模擬分析了高模量瀝青混合料用于路面不同層次