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活性矿粉对沥青混合料水稳性能的影响

谢君  
【摘要】:水损害是沥青路面在服役过程中遭受的最常见的病害之一,沥青路面由于水损害而引起的破坏已经造成了巨大的人力、物力浪费。而劣质集料,诸如花岗岩等在沥青混合料中的应用使水损害的问题更加突出。基于路用粉煤灰复合改性剂(活性矿粉)可有效改善集料与沥青的粘附性,本研究分别就活性矿粉对花岗岩沥青混合料以及玄武岩沥青混合料的路用性能,尤其是水稳定性能的影响规律,进行了深入研究,为活性矿粉在沥青混凝土路面工程中的应用提供了理论依据,对于推动劣质集料在沥青混合料中的应用具有重要意义。 首先采用温度扫描测试方法研究了活性矿粉、消石灰、水泥等沥青胶浆在30℃至80℃温度范围内的流变学变化规律。结果发现,活性矿粉能够提高沥青的复数剪切模量和高温极限服役温度,它对沥青的高温性能的改善作用介于消石灰和水泥之间。 其次,针对制得的沥青混合料设计了三种不同的水损害处理方法,即:常规、浸水和冻融处理,使试件受到不同程度的水损害。水稳性测试结果发现:采用活性矿粉的沥青混合料拥有较高的马歇尔残留稳定度和劈裂强度比。 本研究还采用静态蠕变试验分析了活性矿粉对遭受水损害的混合料的抗永久变形能力的影响,研究表明:活性矿粉能改善沥青混合料的抗永久变形能力,尤其是能显著减小水损害后玄武岩沥青混合料的永久变形;间接拉伸试验研究表明:活性矿粉提高了70%饱水率时花岗岩及玄武岩沥青混合料的间接拉伸回弹模量,进一步证明活性矿粉能提高沥青混合料抵抗水损害造成的劲度损失的能力;采用间接拉伸疲劳试验研究了沥青混合料的疲劳寿命,研究表明:在应力控制模式下,活性矿粉改性沥青混合料的抗疲劳性能较强,疲劳敏感性显著降低,疲劳寿命增加。 本文的研究结果表明:路用粉煤灰复合改性剂(活性矿粉)对花岗岩及玄武岩沥青混合料的水稳性能有着较明显的改善作用。


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