论文总字数：17176字

摘 要

高模量沥青及其混合料是解决我国沥青路面重载交通及长大陡坡路面车辙等不足的重要工程材料。由于其进入我国的时间较晚，我国对高模量沥青及其混合料的探讨还比较滞后，对其缺乏必要的认识，对高模量沥青及其混合料的性能特性探讨是一项非常艰巨的探讨内容。高模量沥青混合料作为一种高温性能优良的混合料，在国外己越来越广泛应用于道路建设中,应用前景十分广阔。

论文主要从高模量沥青的制备、集料级配、结合料、外掺剂等方面入手，对高模量沥青及其混合料进行研究，了解了高模量沥青的制备过程，通过掺加ZQ-2和ECB两种外加剂来研究高模量沥青的高低温性能，同时掺加外加剂也有利于沥青动稳定度的提高，使得普通沥青的抗车辙性能增强。高模量沥青在提高路用性能的同时，也节省了大量的费用，从而提高了经济效益和社会效益。

关键词：高模量沥青及其混合料；外掺剂；高低温性能；抗车辙性能

Abstract

High modulus asphalt and its mixture are the important engineering materials to solve the problem of heavy duty asphalt pavement, tracing rut on the long and big steep pavement in China. Because of their entering lately into China, our country’s research on high modulus asphalt and its mixture still lag behind. Moreover, because we lack necessary understanding of them, it becomes a formidable exploring content for us to explore the properties of high modulus asphalt and its mixture. As a kind of excellent high temperature performance of mixture, high modulus asphalt mixture has been more and more widely used in road construction in foreign countries, and its application prospect is very broad too.

The paper starts with the preparation of high modulus asphalt, set of aggregate gradation, binder, external admixture and other aspects, making a research on high modulus asphalt and its mixture and understanding the process of high modulus asphalt preparation. Through adding two kinds of admixture, ZQ-2 and ECB, the article studies the high and low temperature performance of high modulus asphalt. And by adding external admixture to improve the asphalt dynamic stability, the anti rutting performance of ordinary asphalt is enhanced. In addition to improving the property of road performance, at the same time the high modulus asphalt can also save a large number of costs, so as to improve the economic benefit and social benefit.

Key words: High modulus asphalt and its mixture; external admixture; high and low temperature performance; anti rutting resistance

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 研究的主要内容 3

第二章 高模量沥青的制备及性能 5

2.1 高模量沥青的制备 5

2.2 高模量沥青混合料的设计 5

2.2.1 原材料 5

2.2.2 配合比设计 6

2.3 高模量沥青混合料的经济性能 6

2.4 高模量沥青混合料添加剂性能的研究 7

2.4.1 材料 7

2.4.2 试验设计 8

2.4.3 试验结果 9

2.4.4 实验分析 11

第三章 高模量沥青的流变特性 13

3.1 试验方案研究 13

3.1.1材料 13

3.1.2试验方案 13

3.2 DSR试验及结果分析 14

3.3 BBR试验及结果分析 15

3.4结论 15

3.5频率的影响 16

3.6应变的影响 18

3.7结论 19

第四章 结语 20

4.1主要结论 20

4.2展望 20

致 谢 21

参考文献 22

第一章 绪论

1.1 研究背景

由于法国高模量沥青混合料的出现解决了法国沥青路面发生的病害问题，改善了法国的道路状况，这让人们对高模量沥青有了更加深刻的认识。事实上，法国高模量沥青混合料的设计和使用是根据法国的交通运输条件和试验条件而制订的，由于地理位置的不同，我国与法国存在着众多差异，因此我国并不能完全照搬发过的设计理论。由于高模量沥青及其混合料进入我国的时间较晚，我们对高模量沥青的认识还不够，因此我国需要借鉴法国高模量沥青的发展技术，结合我国的具体情况来发展高模量沥青，并正确地使用到工程中去。

随着社会经济的发展,客货运量迅速增加,道路交通流量增大,特别是重型车的增多和高压轮胎的使用,导致许多高速公路都过早的出现车辙，导致路面变形，破坏路面平整度，增加了行车的危险性。^[4]而在夏季高温季节出现车辙状态主要是由于高温流动变形引起的。当活载和恒载增多时，会发生路面早期破坏，因此对路面养护维修将会更加的频繁，这不仅仅造成了人力资源的浪费，还造成了交通不畅等严重的后果。我国当前的高速公路主要采用的是半刚性基层沥青路面结构，但是这一结构的一大缺点是极易发生结构性破坏。对路面的维修难度大、费用高。国际上的一些国家提出了有关永久性沥青路面的概念，并提到这种类型的路面有着超过40年的设计寿命。^[10]且其破坏一般只发生在表面部分，结构不会遭到破坏，因此只需要对路表进行简单的维修就行。在永久性沥青路面的联结层中加入适量的高模量沥青混合料，既能有效提升路面的承载能力，又能改善路面的抗车辙性能，除此之外，这样做还可以连接扩散荷载，与此同时还能使薄沥青层的厚度变薄。^[10]从改善路面的车辙的出发点出发，有些专家提出，为了增强路面的抗车辙能力，可以增加沥青混合料的模量。通过试验对混合料进行了配合比设计,并从材料高低温性能、经济性能方面出发,对其与其他几种混合料进行了对比研究,结果显示高模量沥青混合料可以在不降低混合料低温性能的同时,有效地提高混合料的模量, 也能有效提高达到降低或延缓高速公路沥青路面产生车辙的效果。同时,当前情况下，普通沥青混合料越来越难以满足当前的道路要求，高模量沥青添加添加剂对比普通沥青混合料也能提高相应的劲度模量、高温稳定性以及抗车辙能力。所以说，现在加紧研究高模量沥青及其混合料不仅能够推动我国的道路革命，同时也能为我国赶超先进造路国家打下坚实的基础。

1.2 研究意义

从研究背景可以看出：对高模量沥青及其混合料进行研究，这是在世界范围内开始盛行的趋势。如果能够研究得好，在提高路面抗车辙性能的同时，还能有利于我国沥青路面的发展，从而满足在重交通发展状况下，延长沥青路面使用寿命的要求。研究成果可以为高模量沥青混合料的应用提供理论基础，同时发展前景十分广阔。

1.3 国内外研究现状

在世界范围内，随着世界各国对道路的要求越来越高，各国对沥青路面提出新的挑战来满足时代的要求，这促使人们研究新型沥青来提高道路的使用寿命，就这样，高模量沥青成为了人们的研究对象。至于硬质沥青和高模量沥青混凝土具体是如何应用的，许多国家都对其进行过研究。但是在众多国家中最普遍使用高模量沥青混凝土是法国，根据法国高模量沥青混凝土标准NF P98—140中的定义，复数模量(15℃，10 Hz)≥14000MPa下的沥青混凝土才能被称之为高模量沥青混凝土；高模量沥青最初的模型主要由煤沥青和聚氯乙烯制成，最初正式的高模量沥青混凝土出现于1980年，从那时候开始，高模量沥青混凝土在法国开始得到比较高速的发展^[1]。它可以被用作基层、底基层、面层和磨耗层的材料。法国RN177和RN123在高模量沥青混合料作为基层观察出：（1）高模量沥青混合料的最小厚度为10cm；（2）压实度应该大于96%；（3）对于0/10号沥青，沥青的最小用量为6.2%；（4）充分拌合的温度应为190℃。高模量沥青在法国首次被运用于道路工程中，它的出现对道路补强和养护项目具有重要的意义，同时它的出现又能满足经济要求，正是由于越来越高的道路要求才促使了他们去寻找较高模量的道路材料。

根据研究表明，从2004年开始，法国中央路桥实验室LCPC组织开始对高模量沥青混凝土展开系统性研究工作。当前情况下，在法国国内主要通过两种途径来使用高模量沥青混凝土：一是采用低标号沥青，即30#以下的沥青，主要是20#沥青；另一种是采用高模量添加剂，但是比较之后，目前最主要采用的还是低标号沥青。法国的研究人员展开了一系列的试验来分析在同样的集料级配条件下，沥青结合料对混合料抗车辙性能的影响。^[1]实验结果如图1所示。

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