开题报告—SBS改性沥青混合料在道路施工中的应用研究

1、同隔+、f工程硕士学位论文选题报告及论文工作计划名 称SBS改性沥青混合料在道路施工中的应用研究学 号 421120048姓 名专业领域.交通运输工程所在院、系交通运输工程学院校内导师.校外导师张美珍（教授）选题时间2007年7月16_0同济大学研究生院2007年7月16日一、立论依据课题来源、选题依据和背景情况、课题研究的、工程应用价值本文选题来源于山西省交通厅科研项U高性能沥青混凝土路面结构研究。 在过去的十儿年中，随着经济的快速增长，我国公路建设取得了长足发展， 自88年沈大高速公路建成通车以来，中国的公路事业进入了以建设高速 公路、一级公路等高等级公路为主的新时代。在建成的高速公路中，

2、绝大部分是 沥青路面。与国外许多国家相比，我国修建沥青路面有其特别困难的条件。首先 是中国的气候条件对沥青材料十分不利，夏季炎热，经常能达40C左右，冬季 寒冷，在东北和西北地区能达以下，在华北地区年温差在60C左右。这种 气候条件对沥青材料十分不利，往往不能同时兼顾沥青路面的高温稳定性和低温 抗裂性能。在交通方面，LI前还缺乏健全的运输管理法律制度，重载车、超载车 的比例很大。尤其在山西这样的运煤大省，其超载、超重现象尤为突出，这也对 沥青路面造成严重的威胁。多年来道路工作者一直在研究符合中国国情，适应于 重载交通、严酷气候条件，高温和低温性能都好，既抗滑乂耐久密水的低空隙率 沥青混合料。主

3、要从以下两个方面进行了努力：一是在矿料级配方面推广应用新 的混合料结构，二是在结合料方面努力釆用改性剂对沥青及其混合料进行性能改 善。从国内外的研究结果看，改性沥青可全面、有效地提升沥青混凝土的性能。 山西省夏季炎热、冬季寒冷的气候条件，以及重载交通条件要求沥青路面具有较 好的高温抗剪切能力和低温抗开裂性能，采用改性沥青无疑是提高沥青混合料高 温稳定性和低温抗裂性能最有效的途径之一。但山于原料沥青品种、改性剂种类、 当地气候环境、交通要求、施工条件等不同，只能针对性地具体情况具体分析， 按照沥青路面施工技术规范的要求和本地的实际条件（根据高温、低温气候 划分，山西省为1-?（夏炎热冬冷）、2-

4、2 （夏炎冬寒）、2-3 （夏炎冬冷）等三个区, 按年降雨量分为2 （湿润区）、3 （半干区）区）进行改性研究，以期达到最佳效 果。经试验研究及近年来实体工程验证，适合山西省使用的改性剂类型有SBS 类、U-II （SBR类）、法国的PR （PE类）以及一些天然沥青如TLA等。其中， 国产SBS的改性沥青混合料面层，山于有良好的高温稳定性、低温抗裂性及初 期病害少的实践经验，使之已成为山西省的主流改性材料，得到广泛的应用。本研究以太长高速公路建设为依托，采用聚合物SBS对壳牌90号沥青进 行改性研究，着重研究SBS剂量对沥青性能和沥青混合料性能的影响，确定了 SBS的最佳剂量，并根据在太长高速

5、公路上面层中加以应用，考察最佳SBS剂 量下的改性沥青混合料的路用性能，为改性沥青在本地道路的应用奠定一定的基 础，也为省今后的高等级公路建设起一定的借鉴作用。二、文献综述2国内外研究现状、发展动态口 1898年法国开始在沥青中掺配天然橡胶对沥青进行改性以来，对改性沥青的研 究应用己有一白多年的历史。现在所指的道路改性沥青一般是指聚合物改性沥青。近五十年來，国外改性沥青的发展大体经历了以下几个阶段：（1）1950-1960年，沥青改性材料主要是夭然橡胶粉或胶乳，通过直接掺入沥青混 合料中样合或预混为夭然橡胶沥青使用。（2）1960197。年，丁苯合成橡胶（SBR）改性沥青试验成功，一般釆用胶乳

6、形式直 接在混合料拌和过程中按比例现场掺配使用。1969年国际合成橡胶生产协会（HSRP）召 开首届橡胶沥青国际会议。（3）1971988年，除合成橡胶继续应用外，热塑性树脂（EVA、EEA、PE）得到 了广泛应用。在路面工程中，改性沥青由“特殊材料”变为“一般材料”。（4）88年至今，由丁高性能面层、重载交通、桥面、沥青再生等功能需要，提 出了将改性沥青由按材料分类改为按性能分类，废除了沥青温度-粘度关系曲线。从改性沥青的研处水平和研究状况來看，围绕改性沥青的研究主要着重在三个方 而，一方面为根据不同的改性沥青研究改性沥青的反应机理和混合理论，其次是改性沥 青的评价方法，即采用哪些试验和分析

7、指标來评价其改性效果，第三是改性沥青标准的 制定。关F改性沥青的反应机理方面，国内外学者主要是从改性沥青中的两相即基质沥青 和改性剂的单个层面上和两相之间，就各自的微观结构以及发生的物理、化学变化方面 进行探讨。英国壳牌公司、日本沥青协会、ASTM和AASHT0等先后就各种沥青掺配橡 胶、有机钮化合物、热塑性聚合物和热塑性橡胶对沥青性能的影响作了相当长的研究。从改性沥青性能的评价方法和标准的研究进程看，主要归纳为三大类，第一类仍沿 用普通沥青的性能指标如针入度、软化点、延度、粘度和脆点等：其次是按照改性沥青 特点国内外开发出新的试验方法，如弹性恢复试验、粘韧性试验，离析试验等：第三种 是美国S

8、HRP的沥青结合料性能规范，包括改性沥青结合料。日本在评价改性沥青时， 首先把改性沥青分为五类，即改性沥青I、II型、高粘度改性沥青、改善粘附性的改性沥 青和超重交通用的改性沥青，针对不同种类制定不同的评价指标和标准值。我国改性沥青及改性沥青混合料技术研究主耍在一些科研院所和大专院校进行由 于研究能力、技术力量、试验条件及研究费用等方面的原因，我国改性沥青及改性沥青 混合料技术研究的步伐尚需加快。我国对改性沥青及改性沥青混合料技术的认识和系统 研究有待深化，尤其是改性沥青的加工工艺、改性沥青混合科的生产工艺和施工技术这 三方面。三、研究内容1. 主要研究内容及拟关键技术主要研究内容：在研究SB

9、S改性沥青的改性机理的基础上，对不同剂量SBS改性沥青与基 质沥青釆用传统评价方法（公路沥青路面施工技术规范）进行改性对比分析, 得出SBS剂量对沥青性能的影响变化趋势，并确定SBS最佳剂量；采用最佳剂 量的SBS改性沥青制成改性沥青混合料进行马歇尔试验确定最佳油石比，并进 一步进行SBS改性沥青混合料的高温车辙、低温弯曲、水稳定性等室内路用性 能试验，研究SBS改性沥青对沥青混合料路用性能的影响。结合太长高速公路的建设，铺筑试验路，进行长期的实体工程现场观测研 究，通过现场检测数据，分析在实际使用中SBS改性沥青对当地寒冷气候、重 载运输等环境的适应性。关键技术：1通过对SBS改性沥青与基质

10、沥青的性能进行常规试验对比，得出SBS 剂量对基质沥青性能的影响；2、通过对SBS改性沥青混合料与基质沥青混合料的路用性能进行试验对 比，得出SBS改性剂对基质沥青混合料路用性能的影响；?、SBS改性沥青混合料施工工艺研究；4、试验路验证。62.拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析研究方法：室内试验与理论分析相结合并通过试验段验证。技术路线：1在室内，对SBS改性沥青和基质沥青进行常规方法的性能对比试验；2、在室内，对SBS改性沥青混合料和基质混合料进行路用性能的对比试验;?、SBS改性沥青混合料施工工艺研究；4、选取试验路段，现场铺筑面层并进行跟踪检测分析，以验证改性沥青混 合料

11、及其施工工艺的适用性与先进性。实施方案：1国内外相关资料的调研、分析、研究；2、改性沥青试验：选择不同剂量的SBS改性沥青与基质沥青，采用规范试 验方法进行性能对比，分析SBS剂量对沥青性能的影响，并确定最佳剂量；3、改性沥青混合料试验：研究其路用性能；4、施工工艺研究；5、试验路验证。可行性分析：1. 本论文主要依托山西省的重点工程一一太原至长治高速公路。该工程的 路面上面层材料釆用SBS改性沥青混合料。2、对于本论文研究试验中所涉及的各种设备，施工单位的工地试验室基本 配备齐全，并且本人工作单位还有多种先进的路面材料试验检测设备，为本论文 的研究提供了优越的环境。?、在本论文的研究分析中，

12、本人主要结合交通运输工程专业所学的理论知 识，对改性沥青及其混合料的路用性能、生产工艺等方面进行研究。4、论文的基础资料直接来源于太原至长治高速公路工程的施工实践，该资 料的全面性和真实性是论文研究的坚实基础。3-预期目标1、分析不同剂量SBS沥青改性剂对基质沥青的性能，并确定最佳剂量；2、分析最佳剂量的SBS改性沥青混合料与基质沥青混合料的路用性能：?、在试验路实体工程中，提出SBS改性沥青混合料的施工工艺和控制指标, 并验证SBS沥青混合料在本地的适应性。四、研究基础我本人在山西交通职业技术学院从事路桥专业教学工作已近十年。其间，我 积极主动地翻阅了大量的行业标准与规范，深入了解了规范修订

13、前后的变化。进 修期间乂得到了同济大学研究生院代课教师的谆谆教诲，使我的专业知识得到了 进一步的加深。本人所在单位有供原材料、混合料性能检测的成套设备，还有一些新购买的 先进仪器、设备可供使用。本文依托的太长高速公路施工期间，单位参与了路面施匸监理任务。试验路 铺筑期间，本人作为指导教师带领学生参与了工地的生产实习，进行了大量的材 料检测试验和路面施工质量检测试验，收集了一些有价值的数据资料，为本文的 研究提供了坚实的基础。五、工作计划号阶段及内容工作量 估计（时数）起讫日期阶段成果形 式7查阅国内外相关资料2002007.4 16710整理并做 记录原材料的选取与检测7-108.12书面形式

14、改性沥青试验1808.1291书面形式路用性能研究2803书面形式施工工艺研究9-13 10.2006书面形式试验路验证10书面形式论文编写、定底稿1606 10.22论文报告论文修改、定稿10.22 1600.28论文报告10.28 11801.29笛291210020总时数：1360 学8IM六、评审意见导师（或导师组）对本课题的评价导师签名年 月 日评审小组的审查结论组长组员年 月 日9工程领域领导小组意见负责人签名年 月 日同济大学硕士研究生学位论文选题报告评分表评审项目重评分标准得分(百分制)一、选题 依据(A)O%8o-ioo分选题有较强的理论意义、实用价值，深刻 的学术研究内涵。6o8o分选题有一定的理论意义、实用价值，有一 泄的学术研究内涵。6o分以F选题缺乏理论意义和实用价值。二、理论 基础和专门知识(B)O%8o-ioo分较好的掌握坚实宽广的理论基础和系统专 业知识6o8o分基本的掌握坚实宽广的理论基础和系统专 业知识6o分 以F未能掌握坚实宽广的理论基础和系统知识三、选题 难度及先进性(0O%8o-ioo分研究课题属本学科发展方向并居前沿位 置，具有自己独特的思考、研究课题具有较强 的先进性6o 8o分研究课题属本学科的发展方向，并具有