【摘 要】
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我国北方冬季漫长,冰雪路面时刻困扰着人们的出行方式,节能环保自融雪材料的出现,为众多科研工作者开辟了新的研究方向;为避免高温拌合对环境的消极影响,故本文采用温拌技术,将相变材料DTC掺入温拌沥青混合料制成相变温拌沥青混合料,在热氧老化和紫外老化条件下,研究相变温拌沥青混合料的融冰雪效果、路用性能,以及相变温拌沥青混合料的衰变规律及损伤机理,主要研究内容及结果如下:(1)通过红外光谱试验和差示扫描量
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我国北方冬季漫长,冰雪路面时刻困扰着人们的出行方式,节能环保自融雪材料的出现,为众多科研工作者开辟了新的研究方向;为避免高温拌合对环境的消极影响,故本文采用温拌技术,将相变材料DTC掺入温拌沥青混合料制成相变温拌沥青混合料,在热氧老化和紫外老化条件下,研究相变温拌沥青混合料的融冰雪效果、路用性能,以及相变温拌沥青混合料的衰变规律及损伤机理,主要研究内容及结果如下:(1)通过红外光谱试验和差示扫描量热测试试验确定了温拌剂与DTC的反应情况和DTC的放热范围,结果表明温拌剂与DTC无化学反应,DTC放热范围为20.6℃~-20.8℃。(2)设计了室内融冰雪试验、室外融雪试验,观测了试验路融雪效果。室内融冰雪试验通过自制模具,自行设计了雪的厚度,融冰雪的环境温度、融冰雪时间,以及融冰雪前对试件能量补充的方案;室外融雪试验是在冬季的某几天进行,将试件放在阳光充足的地方,模拟真实路面环境,设计了不同雪厚的融雪情况;试验段路面设计为掺入DTC为试验段路面,未掺DTC为对比段路面。结果表明:室内单位面积的融雪量、融冰量与DTC掺量呈y=ax+b线性上升,且热氧老化和紫外老化对融冰雪无显著影响;室外单位面积的融雪量对中小雪的融雪效果更显著;试验路融雪观测发现试验段路面要比对比段路面融雪快3h。(3)基于马歇尔稳定度试验、小梁弯曲试验、冻断试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验对相变温拌沥青混合料的路用性能进行研究。结果发现:综合老化因素,DTC掺量每增加1‰,其马歇尔稳定度、小梁抗弯拉强度(-10℃)、弯拉应变(-10℃)以及冻断应力、残留稳定度平均降低的幅度分别为4.66%、3%、10%、4.39%、1.66%,冻融劈裂强度比在DTC相变材料掺量为3‰出现峰值。综合考虑融雪效果和路用性能,DTC相变材料占沥青混合料的掺量不宜太大,建议DTC掺量控制在混合料的3‰以内。(4)通过电子显微镜试验、核磁共振试验对相变温拌沥青混合料的微观结构进行研究,结果发现:随着DTC相变材料掺量的增多,试件粗糙度上升,孔隙增多。由核磁共振试验可知,相变温拌沥青混合料孔隙度随着DTC增大而增多,DTC的掺量为0‰-4‰时,相变温拌基质沥青混合料的孔隙度由大到小排序为:短期老化>紫外老化>未老化>长期老化,而DTC掺量为5‰时,紫外老化孔隙度略大于短期老化。
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