基于流变特性的沥青及沥青混合料低温性能研究

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在低温地区,当环境温度降至零点以下时,沥青路面内部的低温应力迅速累积直至超过沥青材料的强度,路面发生开裂。随着车辆重载的反复作用和冻融循环,次生病害随之发生严重影响路面的正常使用。
  目前,大量改性沥青被成功应用于道路建设中以期满足低温地区的沥青路面抗裂要求,而界定沥青低温性能的主要手段为采用SHRP计划的PG低温分级体系。对于改性沥青和某些非传统沥青来说,并不能简单的通过低温劲度预测路面的临界开裂温度,故以上评价体系仍然存在进一步弥补的空白。
  本文借鉴并结合国内外学者的研究成果,以沥青弯曲流变梁试验(BBR)为主要研究手段,结合三大指标和135℃粘度试验对基质沥青、SBS类改性沥青、TB(Terminal Blend)类改性沥青及PPA类改性沥青四大类32种沥青的低温流变性能进行了深入的研究。主要研究内容为不同改性剂种类及掺量、稳定剂、橡胶油对改性沥青低温流变性能的影响,以及两种或三种改性剂的复合改性效果。根据时温等效原理,通过指数模型构建沥青的低温流变主曲线,并计算均匀降温过程中生成的内部低温应力,对各种改性沥青的低温流变性能进行了比较。
  同时,本文还对以上沥青对应的三种不同切缝深度的沥青混合料进行了低温半圆弯拉试验(SCB),计算得到四种不同的低温抗裂指标,并比较了不同种类沥青混合料的低温抗裂性能。此外,通过皮尔逊相关分析及一元线性拟合还进一步研究了沥青及沥青混合料低温性能指标间的联系。
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