【摘 要】
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随着旅游业的快速发展,内蒙古自治区森林-草原交错带因其独特的地貌和丰富的自然景观而吸引了的大量的游客。但夏季是该地区的旅游旺季,游客和车流量大幅度增加,冬季车辆往来较少,这种情况使得森林-草原交错带道路出现使用不均衡的现象,并且在高温湿润的夏季,车辆荷载的剧增会造成道路出现车辙等各种病害,这些病害严重影响着道路使用的舒适性和该地区旅游业的发展。而环氧沥青是由环氧树脂,沥青与固化剂组成的均匀络合物,
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随着旅游业的快速发展,内蒙古自治区森林-草原交错带因其独特的地貌和丰富的自然景观而吸引了的大量的游客。但夏季是该地区的旅游旺季,游客和车流量大幅度增加,冬季车辆往来较少,这种情况使得森林-草原交错带道路出现使用不均衡的现象,并且在高温湿润的夏季,车辆荷载的剧增会造成道路出现车辙等各种病害,这些病害严重影响着道路使用的舒适性和该地区旅游业的发展。而环氧沥青是由环氧树脂,沥青与固化剂组成的均匀络合物,与其他改性沥青相比,环氧沥青是一种绿色环保且性能优良的路面建筑材料,其具有优良的热稳定性、抗车辙性以及耐久性等,被广泛的使用在钢桥面铺装中,但是由于其用量大且成本较高,在道路上的使用受到了限制。本文在确保低环氧树脂改性沥青满足基本路用性能的前提下,通过室内试验探究低环氧沥青掺量对沥青流变性能的影响,研究结果如下:(1)根据环氧沥青的软化点、针入度、延度、黏度试验表明,环氧树脂能有效改善基质沥青的高温稳定性,环氧树脂和固化剂含量为6%时,环氧沥青高温性能最优。(2)根据应变扫描可知,应变为1%时,不同掺量的改性沥青均在线性黏弹性区间,在线性黏弹范围基础上进行温度扫描和频率扫描试验,并根据时温等效原理建立沥青频率-复数剪切模量主曲线,构建CAM模型,结果表明:环氧树脂能够显著提高沥青的车辙因子以及复数剪切模量,降低相位角,6%的环氧沥青高温稳定性能和抗剪切变形的较好。随着频率的增加,复数剪切模量呈上升趋势,同时可以根据时温等效原理获得宽温度宽频率范围内的主曲线,CAM模型对不同掺量环氧沥青的主曲线拟合度较高。(3)根据多重应力蠕变试验(MSCR)可知,随着环氧树脂掺量的增加,沥青的变形恢复能力不断提高,不可恢复蠕变柔量呈减少趋势,沥青的抗变形能力不断增强,环氧树脂对于提高沥青恢复形变能力、高温稳定能力具有一定的促进作用。(4)根据中温线性扫描和线性振幅扫描(LAS)试验,并采用黏弹性连续损伤理论(VECD)建立损伤特性拟合模型分析环氧树脂对于沥青抗疲劳性能的影响,结果表明:掺入环氧树脂能够提升沥青模量,提高沥青抗变形能力,但沥青模量的提升效果随环氧树脂掺量的增加出现先增加的后减少的趋势,存在抗变形能力最优值,适量的环氧树脂掺入沥青中能够起到提高沥青抗疲劳性能的作用。随着应变水平增大,沥青的疲劳寿命次数严重衰减,相较于其他改性沥青,环氧树脂掺量在4%-7%之间时沥青的抗疲劳性能较优。(5)微观图像和3Dsurface图像的变化显示,环氧树脂和固化剂分布均匀且呈微絮状结构分布时,环氧树脂在沥青中能够充分的溶胀,激发均匀的荧光;通过颗粒统计分析发现,环氧树脂和固化剂对沥青高温性能的增强作用源自于颗粒面积处于26.7346μm2以上的分布状态。
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