功能型瀝青路面養(yǎng)護(hù)材料設(shè)計(jì)方法與性能研究.pdf

1、瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)中最具代表性的方式之一，具有施工方便，開(kāi)放交通快，可有效修復(fù)車(chē)轍，明顯改善路面的路用性能，延長(zhǎng)路面使用壽命，節(jié)能環(huán)保以及綜合效益好等特點(diǎn)，具有十分廣闊的推廣應(yīng)用前景。然而隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)路面材料提出了更高的要求，不再僅僅滿足于傳統(tǒng)意義上的路用性能研究，而是希望其除了具有一般材料所應(yīng)有的路用性能之外，還可以滿足某些特殊的功能要求，能向功能化和智能化方向發(fā)展。這將極大促進(jìn)高速公路建設(shè)

2、質(zhì)量，提高交通運(yùn)輸效益，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 本文從優(yōu)化微表處混合料設(shè)計(jì)方法和常規(guī)性能出發(fā)，研究多因素對(duì)其動(dòng)態(tài)、粘彈流變和疲勞特性的影響及其變化規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上展開(kāi)了對(duì)降噪、隔熱降溫等多功能性的研究評(píng)價(jià)。主要研究工作如下： 首先應(yīng)用正交設(shè)計(jì)方法對(duì)影響功能型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料常規(guī)路用性能（包括拌和時(shí)間、粘聚力、粘附砂量、耐磨耗性能、抗輪轍變形能力和水穩(wěn)定性等）的各個(gè)因素的顯著性水平進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：改性乳

3、化瀝青用量、用水量、水泥用量、集料種類和級(jí)配類型等對(duì)常規(guī)路用性能有影響，其中改性乳化瀝青用量的影響最為顯著。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化了設(shè)計(jì)方法。 第二，采用Superpave簡(jiǎn)單性能試驗(yàn)方法（Simple Performance Test，簡(jiǎn)稱SPT）研究了不同橡膠粉摻量對(duì)功能型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料動(dòng)態(tài)模量、粘彈流變特性和疲勞性能的影響。研究結(jié)果表明：動(dòng)態(tài)模量和相位角具有明顯的頻率依賴性和溫度依賴性，適宜摻量橡膠粉的摻入能提高混合料的動(dòng)態(tài)模量

4、，同時(shí)使相位角減??；采用時(shí)-溫等效原理可以將不同溫度和荷載作用頻率下的動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)化得到動(dòng)態(tài)模量主曲線，適宜的橡膠粉摻量能使動(dòng)態(tài)模量在整個(gè)頻率（或溫度）范圍內(nèi)的變化幅度減小，混合料的溫度敏感性降低；動(dòng)態(tài)模量與相位角的關(guān)系可以用半對(duì)數(shù)模型來(lái)表征；適宜摻量的橡膠粉能改變混合料的粘彈性質(zhì)，主要表現(xiàn)為橡膠粉的摻入降低了混合料的總?cè)渥冏冃?，同時(shí)又提高了混合料的總變形中彈性變形和可恢復(fù)粘彈變形的成分，從而降低永久變形；橡膠粉的摻入能增大混合料

5、的蠕變勁度模量，其蠕變?cè)囼?yàn)加載過(guò)程中蠕變勁度模量隨時(shí)間的變化關(guān)系可以由冪函數(shù)形式來(lái)表征；橡膠粉摻入后混合料的疲勞壽命均會(huì)得到較大的改善，且改善效果在較低應(yīng)力水平下表現(xiàn)更加顯著；建議橡膠粉摻量不宜超過(guò)3%。 第三，在保證功能型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料滿足路用性能要求的基礎(chǔ)上，展開(kāi)對(duì)其降噪性能以及基于此材料太陽(yáng)熱反射涂層隔熱降溫性能的研究，掌握其性能的變化規(guī)律，并進(jìn)行機(jī)理分析探討。研究結(jié)果表明：橡膠粉的摻入能夠改善混合料的降噪性能，提高其吸聲

6、系數(shù)，同時(shí)受到各種因素的影響，其中乳化瀝青用量和橡膠粉摻量的影響顯著；橡膠粉改性降噪的主要機(jī)理在于減振；根據(jù)瀝青路面的光熱環(huán)境，建立了瀝青路面表面的熱平衡方程；太陽(yáng)熱反射工作原理包括紅外反射和輻射雙重功能；通過(guò)自制的試驗(yàn)系統(tǒng)以及室內(nèi)外試驗(yàn)測(cè)得的自制太陽(yáng)熱反射涂層的熱反射率為62．8%，最大降溫幅度達(dá)9℃左右，說(shuō)明太陽(yáng)熱反射涂層有良好的降溫效果。 最后，針對(duì)功能型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，結(jié)合參考微表處工程應(yīng)用實(shí)例，從微