本文關鍵詞：基于能量耗散理論的POE-SBS復合改性瀝青疲勞性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：瀝青膠結(jié)料的疲勞特性對瀝青混合料的疲勞壽命起著重要作用,有效評價瀝青膠結(jié)料的疲勞壽命是研究路面疲勞破壞的基礎問題。目前,室內(nèi)評價瀝青膠結(jié)料疲勞性能時,大都采用連續(xù)加載模式,或者采用連續(xù)加載之后添加休息期模式,與實際路面的受力模式并不一致。因此,本文以間歇加載的方式模擬實際路面的受力模式,并以連續(xù)加載方式作為參比試驗組,對瀝青膠結(jié)料疲勞性能進行研究。苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS改性瀝青作為應用最廣泛、用量最多的聚合物改性瀝青,其一大弊端是抗疲勞能力不夠理想。聚乙烯-辛烯熱塑性彈性體POE既具有優(yōu)異的韌性又具有良好的加工性,在改善聚合物復合材料的抗沖擊及疲勞性能方面具有明顯優(yōu)勢。鑒于此,本文以POE、SBS對瀝青進行復合改性,著重分析POE對SBS改性瀝青流變性能及不同加載模式下疲勞特性的影響。主要研究內(nèi)容及成果如下：通過SHRP單點試驗、多應力蠕變恢復試驗和彎曲蠕變勁度試驗研究POE-SBS比例及摻量對瀝青性能的影響,根據(jù)試驗結(jié)果得出在POE-SBS比例為1：9、改性劑摻量為4.5%時制備的復合改性瀝青高溫及低溫性能均較優(yōu)。利用WLF公式和CAM模型,采用規(guī)劃求解的方法擬合出的復數(shù)模量與實測復數(shù)模量相關系數(shù)可達0.99以上。分析瀝青主曲線族可以得出,POE的加入并未對SBS瀝青寬頻范圍內(nèi)流變性能造成顯著影響。通過對6種瀝青應力控制的間歇加載和連續(xù)加載模式下疲勞性能的研究,在以瀝青復數(shù)模量G*確定的Nf50和以基于耗散能確定的Np20評價瀝青疲勞性能時,6種瀝青間歇加載模式下Nf50及Np20較連續(xù)加載模式分別提高了80%～90%和90%～100%。瀝青在間歇加載條件下可承受的交變荷載循環(huán)次數(shù)遠大于同等應力大小的連續(xù)加載模式,因此實驗室條件下僅采用連續(xù)加載模式研究瀝青的疲勞性能是不夠合理的。通過對6種不同POE-SBS比例瀝青疲勞性能的研究,得出無論是連續(xù)加載還是間歇加載模式,隨著POE比例的增加,Nf50及Np20均呈現(xiàn)先增加后減少而后再增加的趨勢,且加入POE的瀝青疲勞壽命均高于SBS改性瀝青。表明POE的引入提高了SBS改性瀝青的疲勞壽命。POE-SBS比例為1：9的復合改性瀝青與純SBS瀝青相比,連續(xù)加載模式中,前者較后者Nf50-連續(xù)提高了60%,Np20-連續(xù)提高了54%；間歇加載模式中,前者較后者Nf50-間歇提高了62%,Np20-間歇提高了60%。說明少量的POE即可大幅提高瀝青的疲勞壽命。耗散能變化率DR在表征應力控制連續(xù)加載模式下瀝青的疲勞壽命時尚可呈現(xiàn)出一定規(guī)律,而在間歇加載模式下DR則表現(xiàn)為一系列無規(guī)律的分散點。說明DR不適用于評價應力控制模式間歇加載條件下瀝青的疲勞性能,在使用DR時應保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性。
【關鍵詞】：POE 復合改性瀝青 流變性能 疲勞性能 耗散能 累計耗散能變化率
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U414
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-21
• 1.2.1 SBS、POE改性瀝青研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 瀝青膠結(jié)料疲勞性能研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.2.1 試驗方法14-16
• 1.2.2.2 評價指標16-21
• 1.3 主要研究內(nèi)容和技術路線21-23
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容21
• 1.3.2 技術路線21-23
• 第2章 瀝青疲勞特性研究方法23-36
• 2.1 耗散能及基于耗散能的疲勞評價指標23-25
• 2.2 試驗設備及原理25-31
• 2.2.1 DSR原理及力學參數(shù)26-30
• 2.2.2 DSR設備30-31
• 2.3 瀝青疲勞性能試驗參數(shù)選擇31-34
• 2.4 試驗步驟34-35
• 2.5 小結(jié)35-36
• 第3章 POE-SBS瀝青制備及其流變性能分析36-49
• 3.1 試驗材料及樣品制備36-37
• 3.2 POE-SBS比例對瀝青性能影響37-40
• 3.2.1 高溫性能37-39
• 3.2.2 低溫性能39-40
• 3.3 POE-SBS摻量對瀝青性能影響40-43
• 3.3.1 高溫性能41-42
• 3.3.2 低溫性能42-43
• 3.4 POE-SBS復合改性瀝青模量主曲線43-47
• 3.4.1 CAM模型與WLF方程43-44
• 3.4.2 頻率掃描試驗條件44-45
• 3.4.3 模量主曲線族45-47
• 3.5 小結(jié)47-49
• 第4章 POE-SBS復合改性瀝青疲勞性能研究49-70
• 4.1 試驗材料及方案49-50
• 4.2 疲勞試驗中瀝青力學參數(shù)變化分析50-58
• 4.2.1 加載模式的影響51-54
• 4.2.1.1 復數(shù)模量G~*51-53
• 4.2.1.2 相位角δ53-54
• 4.2.2 POE-SBS比例的影響54-58
• 4.2.2.1 復數(shù)模量G55-56
• 4.2.2.2 相位角δ56-58
• 4.3 疲勞試驗中的能量分析58-68
• 4.3.1 加載模式的影響58-64
• 4.3.1.1 耗散能ω_i58-60
• 4.3.1.2 累計耗散能變化率DER60-62
• 4.3.1.3 耗散能變化率DR62-64
• 4.3.2 POE-SBS比例的影響64-68
• 4.3.2.1 耗散能ω_i64-66
• 4.3.2.2 累計耗散能變化率DER66-68
• 4.3.2.3 耗散能變化率DR68
• 4.4 小結(jié)68-70
• 第5章 結(jié)論與展望70-73
• 5.1 結(jié)論70-71
• 5.2 創(chuàng)新點71
• 5.3 展望71-73
• 參考文獻73-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學位期間論文發(fā)表及科研情況77

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于能量耗散理論的POE-SBS復合改性瀝青疲勞性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：312048