溫拌瀝青混合料老化過程中水穩(wěn)定性的多尺度研究.pdf

1、溫拌瀝青混合料（WMA）是一種節(jié)能減排的綠色筑路材料，其降低瀝青混合料攪拌與壓實(shí)溫度的技術(shù)特點(diǎn)使其水穩(wěn)定性問題較熱拌瀝青混合料(HMA)更復(fù)雜。其水穩(wěn)定性更是目前業(yè)界擔(dān)憂的問題，在某種程度上限制了WMA技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。如何提高溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性已成為工程技術(shù)部門必須考慮和亟待解決的問題。而在WMA應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)WMA混合料在老化過程中水穩(wěn)定性有一定改善。因此本研究主要針對(duì)老化過程中的溫拌瀝青混合料的水穩(wěn)定性宏觀（浸水馬歇爾、凍融劈

2、裂）表征、溫拌瀝青流變特性(DSR)、溫拌瀝青物化性能（表面能、紅外光譜）進(jìn)行了多尺度的試驗(yàn)研究。同時(shí)綜合運(yùn)用多種統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，對(duì)物化性能與宏觀表征的關(guān)聯(lián)展開統(tǒng)深入地研究，主要研究內(nèi)容及成果如下：
　　采用凍融劈裂、浸水馬歇爾試驗(yàn)對(duì)于SK基質(zhì)瀝青+溫拌劑（Sasobit、Evotherm）的短期老化（老化時(shí)間2h/4h/8h，老化溫度112℃/129℃/146℃）及長期老化((老化溫度60℃，老化時(shí)間7d/14d/28d/56d

3、))過程中WMA混合料水穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試。研究結(jié)果表明：WMA混合料的水穩(wěn)定性隨著短期老化的進(jìn)行而增加，在某一老化階段其水穩(wěn)定性將優(yōu)于熱拌瀝青混合料。Evotherm-WMA混合料的水穩(wěn)定性在短期老化程度較低時(shí)其水穩(wěn)定性優(yōu)于 Sasobit-WMA混合料，但是隨著老化程度的不斷增加，Evotherm-WMA混合料的水穩(wěn)定性增幅程度小于 Sasobit-WMA混合料，在某一短期老化程度時(shí)將小于Sasobit-WMA混合料。隨著短期老化的加

4、劇，Evotherm+WMA混合料的水穩(wěn)定性將趨于 Sasobit+WMA混合料。隨著長期老化時(shí)間在一定范圍內(nèi)的增加，WMA混合料的水穩(wěn)定性先增加后減小。同時(shí)在浸水馬歇爾試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn) Evotherm+WMA混合料的殘留強(qiáng)度比將會(huì)出現(xiàn)超百現(xiàn)象。
　　采用 DSR試驗(yàn)進(jìn)行了抽提瀝青的流變特性研究。研究結(jié)果表明隨著老化程度的增加，溫拌瀝青老化指數(shù)緩慢增加，其表明在短期老化過程中會(huì)發(fā)生瀝青的老化，但在一定范圍老化內(nèi)溫拌瀝青老化速率較低。采

5、用表面能、紅外光譜進(jìn)行溫拌瀝青老化過程中粘附/微觀研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著短期老化的進(jìn)行溫拌瀝青表面能有所增加，Evotherm+SK的表面能高于Sasobit+WMA，WMA混合料的水穩(wěn)定性與表面能有顯著相關(guān)性，即溫拌瀝青的表面能越大WMA混合料水穩(wěn)定性越好。隨著短期老化的進(jìn)行溫拌瀝青 S=O鍵在兩種溫拌瀝青中表現(xiàn)規(guī)律并不一致。而 C=O鍵隨著老化的進(jìn)行而增加，但其增加程度弱小幾乎為零，表明溫拌瀝青老化程度很小。而隨著短期老化的進(jìn)行 C=C