掺高粘度沥青添加剂排水性沥青混合料的性能研究

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排水性沥青路面是一种骨架嵌挤多孔结构的开级配沥青路面,具有排水、降噪、提高路面抗滑等功能。由于排水性沥青混合料粗集料多、细集料少的组成特点,颗粒之间不能形成强有力的嵌锁作用,强度主要依靠结合料的粘结作用。因此,沥青必须具有较高的粘度,以改善沥青混合料的高温稳定性能,防止沥青路面产生车辙变形有显著作用。深入开展掺高粘度沥青添加剂排水性沥青混合料的性能研究,对于实际工程应用具有重要的理论指导意义。本文首先在实验室制备TPS改性沥青的基础上,对其进行了针入度、软化点和延度的指标测试与分析;同时着重测试了TPS改性沥青粘度随TPS掺量增加的变化特点,得出了TPS能显著改善沥青胶结料粘度的特征。采用DSR动态剪切流变仪对TPS改性沥青的复数剪切模量、车辙因子及抗剪切蠕变特性进行了试验研究,结果表明,随着TPS掺量的增加,改性沥青的复数模量、车辙因子以及抗剪切变形能力得到显著提高,其中,SBS改性沥青的性能介于掺量为8%和12%TPS改性沥青之间。针对排水性沥青路面所处表面层的特点,本文重点考察了掺TPS高粘度沥青添加剂排水性沥青混合料的高温与蠕变性能、低温抗裂性、水稳定性和老化性能。高温与蠕变性能分别采用车辙和单轴静态蠕变试验,结果表明TPS的掺入能显著改善排水性沥青混合料的抗变形能力,掺16%TPS添加剂排水性沥青混合料的抗永久变形能力优于SBS改性沥青混合料;低温抗裂性能采用三点弯曲和弯曲蠕变试验,随着TPS掺量的增加,弯拉强度有所提高,弯拉应变增大,低温弯曲蠕变速率增大;水稳定性采用加长时间浸水残留稳定度和多次冻融循环劈裂强度试验,结果显示TPS可以显著改善其水稳定性,掺16%TPS添加剂的排水性沥青混合料水稳定性能接近SBS改性沥青混合料;老化性能采用间接拉伸强度对老化前后混合料的力学性能进行对比分析,分析表明掺量较高的TPS不能提高其抗老化性能,反而随TPS掺量增加,老化性能有减弱的趋势。最后,依托掺TPS高粘度沥青添加剂排水性沥青路面的试验段铺筑,对这种排水性沥青混合料生产和应用过程中的质量控制及施工技术进行了探讨,并对试验段的相关试验结果包括排水和降噪功能进行了分析。
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