文档介绍：长安大学
硕士学位论文
乳化(泡沫)沥青冷再生混合料技术性能深入研究
姓名:邢傲雪
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:郝培文
20100601
摘要我国世纪年代修建的沥青路面已陆续进入大中修阶段,随之会产生大量废旧沥青混合料。沥青路面冷再生技术可将旧沥青路面材料重复利用,提高资源利用率,保护生态环境,符合国家发展循环经济和实现可持续发展的战略方针。因此,对沥青路面冷再生技术进行研究具有重要的现实意义。目前我国对于冷再生混合料的研究主要集中在原材料、混合料配合比设计及常规强度等方面,而对于其耐久性能、抗剪特性和动态模量方面的研究较少。因此,本文通过大量室内试验,针对乳化沥青再生混合料的永久变形特性、疲劳性能、抗剪特性及动态模量展开深入研究,并与泡沫沥青再生混合料进行对比,从而促进该技术在我国的应用。永久变形特性是乳化沥青再生结构层的重要性能之一。本文采用动态压缩蠕变试验分析了不同材料组成对乳化沥青再生混合料永久变形特性的影响,结果表明:一定程度增大水泥用量以及减少乳化沥青用量,可提高乳化沥青再生混合料的抗变形能力;泡沫沥青再生混合料的抗永久变形性能优于乳化沥青再生混合料。抗疲劳性能是乳化沥青再生混合料铺筑路面基层或下面层时必须优化设计的关键性能。本文采用间接拉伸劈裂疲劳试验分析了不同材料组成对乳化沥青再生混合料疲劳性能的影响,分析表明:在小掺量条件下水泥增多有助于提高乳化沥青再生混合料的抗疲劳性能;最佳乳化沥青用量下再生混合料具有良好的抗疲劳性能以及强度与变形能力;泡沫沥青再生混合料的应力敏感性要大于乳化沥青再生混合料;乳化沥青再生混合料的抗疲劳性能介于半刚性基层材料与热拌沥青混合料之间。本文采用贯入剪切试验研究不同材料组成对乳化沥青及泡沫沥青再生混合料℃和℃抗剪特性影响,结果表明:随着水泥掺量的增大,乳化沥青及泡沫沥青再生混合料的各抗剪指标均显著增大;随着乳化沥青或泡沫沥青用量的增大,再生混合料的最大剪应力和内摩阻角均减小,粘聚力先增大后减小;泡沫沥青再生混合料的最大剪应力大于乳化沥青再生混合料;采用汉堡车辙试验对不同沥青特性冷再生混合料的高温抗剪性能及水稳定性进行研究,结果表明冷再生混合料高温与水稳定性组合的综合排序为:壳牌男匀榛で泡沫沥青桥破胀ㄈ榛で国产榛で唷对再生混合料的动态模量进行研究可为将来的冷再生结构层设计及混合料性能评价提供依据。本文采用动态三轴试验对乳化沥青及泡沫沥青冷再生混合料在不同材料组成、不同温度及不同围压下的三轴动态模量进行研究,结果表明再生混合料的动态模量均随着围压、水泥用量的增大、乳化菽沥青用量的减小、温度的降低而增大。
关键词:冷再生技术;乳化沥青;泡沫沥青;配合比设计;永久变形特性;疲劳性能;抗剪特性;动态模量
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第一章绪论沥青路面再生技术研究的背景和意义工程成本。美国联邦公路局的调查表吲,沥青路面再生利用可节约材料费超过%,截至年底,我国高速公路通车里程达万,稳居世界第二位。在我国经济持续快速发展、交通量日益增大、轴载不断增加的背景下,越来越多的公路进入维修期。我国道路工作的重心也将从新修建设向大中修养护转移。随着公路建设的不断发展,公路养护与维修任务日益繁重。而我国现阶段的公路养护技术相对公路建设技术来讲还比较落后。主要体现为:维修方式比较单一,无法根据道路的损坏情况选择合理的维修方法;养护技术含量及施工效率低,无法满足大规模养护工作的需要;养护维修方法偏重于短期的经济效益。因此,寻求经济有效的养护维修方法,选取科学的公路养护维修技术成为公路养护管理部门的重要任务。我国道路结构的主要形式为半刚性基层沥青路面,而目前采用的主要道路维修方案为直接加铺和翻挖重建。这两种施工工艺均有很大的缺陷。翻挖重建会在施工过程产生大量废料,这不仅造成资源浪费,而且占用大量的土地资源,对环境将造成直接危害。直接加铺的施工方法则会将路面标高抬升,使路面结构更加复杂,且给之后的维修工作带来不便。正是由于传统维修手段中存在的种种弊端,使得能将旧料回收利用的路面再生工艺逐步发展起来。近年来,随着公路养护事业的发展、资源供应的日益紧张以及人们环境保护意识的不断增强,沥青路面再生技术越来越引起公路养护部门的重视。沥青路面再生技术是指将旧沥青路面经过铣刨、翻挖、回收、破碎和筛分后,加入一定比例的沥青蛭藁岷狭、新集料缧枰和水,并经过拌和、摊铺和碾压等工艺,形成满足性能要求的路面结构层的一种路面养护维修技术。再生技术处理后沥青路面使用性能大幅提高,路面使用寿命得到延长,且可节省新集料和沥青资源而降低降低路面造价约%,节省沥青约%。因此,将沥青路面再生技术用于公路的养护维修中具有重要的现实