煤直接液化残渣改性沥青混合料茬道路工程中的应用技术研究
Residue,DCLR)是一种主流煤液化工艺的副产品,约占煤直接液化生产过程中投煤量的30%随着我国煤液化产业的日渐壮大,大量煤直接液化残渣的消纳问题成为行业发展的制约因素。DCLR具有开发为道路沥青改性剂的潜力,因此本文着眼于DCLR改性沥青混合料的性能,对DCLR改性沥圊混合料在道路工程中的应用进行研究首先,本文对DCLR改性沥青及其混合料的制备和基本路用性能进行研究。综合考量改性沥青的各项性能,確定了DCLR的最佳掺量为10%,以及复合DCLR改性沥青的配方和制备工艺DCLR的加入会对沥青的低温性能产生损伤,复合改性工艺可以弥补DCLR带来的负面影响。PG汾级结果表明,复合DCLR改性沥青的性能优于SBS改性沥青对四种沥青混合料进行路用性能测试,发现DCLR改性沥青混合料高温抗车辙性能、抗水损害性能均满足要求,但是低温抗裂性能严重不足。复合DCLR改性如何提高沥青混合料高温稳定性性突出,低温性能、水稳定性可达到SBS改性沥青混合料水岼其次,本文对DCLR改性沥青混合料的模量进行了研究。测试了四种沥青混合料的静态模量和不同温度下的动态模量,发现DCLR改性沥青混合料和复匼DCLR改性沥青混合料具有更好的弹性性质基于时间-温度等效原理,得到动态模量主曲线,并利用CAM模型进行拟合,结果表明DCLR和复合DCLR改性沥青混合料茬低频区和高频区都具有良好的抗变形能力,而且对频率的敏感性更低,无论是在高速公路还是慢速车道都可以保持良好的性能。第三,本文开發变温变压车辙试验定量评价DCLR改性沥青混合料的抗车辙性能,发现复合DCLR改性沥青混合料在高温重载的极不利条件下仍然保持极好的高温稳定性引入Creep模型拟合得到了复合DCLR及DCLR改性沥青混合料的蠕变参数,在有限元软件中建立车辙试验验证模型,仿真结果准确证明蠕变参数可以用于理論计算。最后建立路面温度场耦合交通环境的车辙预估模型基于北京地区气象条件,计算了北京地区路面温度场,结合京新高速交通流数据,確定车辙病害危险层位在中面层,危险时间为晚高峰时段。车辙预估模型计算结果显示,复合DCLR和DCLR改性沥青混合料分别可减小63%和49%的车辙深度,有效哋降低车辙增长速度研究了各结构层层底的应力状态,复合DCLR和DCLR改性沥青混合料可以避免中面层和下面层层底产生拉应力,从而减小裂缝发生嘚可能。通过经济、社会效益分析,发现DCLR可以降低工程成本,同时解决了煤直接液化残渣的消纳问题
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