传统成型方法下的温拌沥青混合料微细观结构研究

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目前,道路建设中的沥青路面基本上采用的都是传统的热拌沥青混合料(HMA),它是将沥青从常温加热到140℃左右,矿料从常温加热到160℃~180℃,然后再将沥青和矿料于160℃的高温下进行拌和,出料温度不低于150℃,摊铺和碾压时的温度不低于120℃。HMA的广泛应用带来了环境的破坏、能源的大量消耗和人的生存圈缩小等负面影响。为保护环境、节约能源,温拌沥青混合料(WMA)作为一种绿色节能环保的新型产品应用而生。所谓WMA是一类使用特定的技术或添加剂,使拌和及施工温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间,性能却能与热拌沥青混合料相媲美的一种新型沥青混合料的统称。本文中温拌沥青混合料室内压实试验,级配类型为AC-13F,拌和温度是130℃,相同级配条件的基质沥青混合料拌和温度是155℃。首先通过马歇尔击实试验和旋转压实试验,研究不同压实方式对温拌沥青混合料压实特性的影响,分析了成型方式、压实次数、竖直压强对温拌沥青混合料体积参数的影响,并采用相同级配条件的基质沥青混合料进行对比,确定温拌沥青混合料室内试验的最佳试验参数;然后通过旋转压实密实曲线了解温拌沥青混合料室内压实试件在压实过程中高度的精确变化,进而得到试件的密实过程;最后通过数字图像处理技术对沥青混合料试件内部截面图像进行处理,研究不同成型方法下温拌沥青混合料内部空隙分布情况,探求温拌沥青混合料体积特性与压实方法之间存在的内在联系。温拌混合料要达到和基质沥青混合料相同的压实度时,马歇尔击实成型法,击实次数由热拌沥青混合料的标准击实75次提高20次,即马歇尔试验最佳击实次数为95次;旋转压实成型方式下,最佳压实次数为50次,最佳的竖直压强是600KPa;马歇尔击实法相对于旋转压实法温度敏感性较大;采用旋转压实密实曲线研究混合料的压实特性,得到温拌沥青混合料的施工过程中的压实能量指数CEI明显低于基质沥青混合料,交通密实指数TDI值高于基质混合料,说明温拌沥青混合料易于压实且抗变形能力大于基质沥青混合料,旋转压实法可以较好的评价Evotherm DAT温拌沥青混合料压实性能;基于数字图像处理技术,计算沥青混合料各空隙的特征参数(空隙面积、等效直径、周长)和空隙分布(空隙数量、空隙率、空隙分维数、平均等效直径),对在不同成型方式下温拌沥青混合料的空隙空间分布进行了初步研究与探讨,分析各自内部空隙分布的复杂程度,验证了温拌沥青混合料内部微细观结构同样存在不均匀性。
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