高性能橡胶沥青应力吸收层应用技术研究

论文摘要

本文针对水泥混凝土路面白改黑中的应力吸收层展开研究,对防止旧水泥混凝土路面裂缝的反射、提高白改黑路面的使用性能和延长使用寿命均具有重要的使用价值；同时,对于应力吸收层结合料采用废旧轮胎橡胶粉改性沥青,实现废旧轮胎的循环再生利用,既能节约工程造价,又能保护环境,具有重要的经济效益、社会效益、环境效益。本文首先使用ABAQUS对应力吸收层的结构进行分析,建立模型对应力吸收层的受力状态进行了模拟,提出了应力吸收层合理的模量和厚度的范围。通过对橡胶沥青的试验研究,运用沥青常规指标以及锥入度,低温弯曲指标综合分析确定了应力吸收层所用橡胶沥青橡胶粉的掺量、无机外加剂优化方案以及高粘剂掺量,最后设计出了高性能橡胶沥青。通过对橡胶沥青混合料的研究,利用低温弯曲试验、韧度试验、层间粘结试验来综合评价橡胶沥青混合料的性能。最终确定了新型应力吸收层形式——SATI (Stress Absorbing Toughness Interlayer),一种高韧性,低模量以橡胶沥青作为结合料的应力吸收层形式。最后通过对SATI和砂粒式沥青混凝土应力吸收层的材料和成本进行分析,对SATI的实际工程可行性进行了考证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 存在的主要问题
• 1.4 主要研究内容及技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 第二章 白改黑路面结构ABAQUS应力分析
• 2.1 软件简介
• 2.2 模型构建
• 2.3 应力吸收层参数对路面结构受力状况的影响分析
• 2.3.1 应力吸收层参数变化对路面结构弯沉的影响
• 2.3.2 吸收层参数变化对加铺层层底拉应力的影响
• 2.3.3 参数变化对应力吸收层内最大剪应力的影响
• 2.3.4 应力吸收层参数变化对其顶面剪应力关系
• 2.4 本章小结
• 第三章 试验原材料及试验评价方法
• 3.1 原材料性能
• 3.1.1 沥青
• 3.1.2 集料性能
• 3.2 橡胶沥青的制备
• 3.2.1 橡胶沥青制备方法
• 3.2.2 高性能橡胶沥青制备方法
• 3.3 高性能橡胶沥青评价方法
• 3.3.1 锥入度试验
• 3.3.2 小梁弯曲试验
• 3.4 高性能橡胶沥青应力吸收层性能评价方法
• 3.4.1 SCB试验方法及评价
• 3.4.2 韧度试验
• 3.4.3 低温弯曲试验
• 3.4.4 剪切试验
• 3.4.5 拉拔试验
• 第四章 高性能橡胶沥青的开发
• 4.1 橡胶沥青
• 4.1.1 橡胶沥青的概念及分类
• 4.1.2 橡胶沥青作用机理
• 4.2 合理橡胶粉掺量的确定
• 4.2.1 性能测试及分析
• 4.2.2 合理橡胶粉掺量确定
• 4.3 外加剂的选择与掺量确定
• 4.3.1 性能检测及分析
• 4.3.2 外加剂的合理掺量确定
• 4.4 高粘剂的选择与掺量确定
• 4.4.1 高粘剂的特性及改性机理
• 4.4.2 高性能橡胶沥青的制备
• 4.4.3 高粘剂合理掺量确定
• 4.5 本章小结
• 第五章 高性能橡胶沥青应力吸收层性能研究
• 5.1 橡胶应力吸收层混合料设计
• 5.1.1 橡胶沥青混合料的级配
• 5.1.2 最佳油石比的确定
• 5.2 路用性能对比
• 5.2.1 低温弯曲试验数据
• 5.2.2 高性能橡胶沥青应力吸收层的抗剪性能
• 5.3 高韧性应力吸收层粘结性能评价
• 5.3.1 层间剪切试验
• 5.3.2 层间拉拔试验
• 5.4 本章小结
• 第六章 高性能SATI应力吸收层经济性分析
• 6.1 成本预估
• 6.1.1 主要原材料及单价
• 6.1.2 应力吸收层成本估算
• 6.1.3 实际施工中的费用
• 6.1.4 总成本估算
• 6.2 应力吸收层经济性分析比较
• 第七章 主要结论及进一步研究建议
• 7.1 研究结论
• 7.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢