温拌大比例RAP厂拌热再生沥青混合料应用研究

摘要

近年来，我国高速公路新建速度逐步放慢，为了适应交通量的增长需求，大量的已建沥青路面即将面临改建。道路改扩建工程会产生大量的废旧沥青混合料，若不采取措施并加以利用，势必会造成巨大的资源浪费和环境污染。厂拌热再生技术可有效利用废旧沥青混合料，但其较高的出料温度和较低的旧料掺量大大限制了再生混合料的路用性能和再生效果。温拌再生沥青混合料技术是基于厂拌热再生技术和温拌技术发展而来的新型节能环保技术，其较低的出料温度可有效降低旧沥青的二次老化程度和废气排放，兼备废固利用和节能减排，具有良好的发展前景和经济与社会价值。
　　本文以新疆“低温环境下大比例掺量废旧沥青混合料再生关键技术研究”为依托，在分析旧沥青混合料性能、沥青再生机理、Evotherm3G温拌机理的基础之上研究了掺有纤维的温拌再生沥青混合料的压实特性以及路用性能。相关研究内容与结论概括如下:
　　首先，评价了废旧沥青混合料的技术指标，并运用新沥青和再生剂对老化沥青进行了性能恢复，确定了再生剂掺量。结果表明:与新沥青相比，老化沥青主要表现为软化点和粘度升高、针入度和延度降低，沥青质和胶质比例增大，饱和分和芳香分比例下降;新沥青对老化沥青的调和再生能力有限，HR-1325再生剂最佳掺量为10％。
　　其次，参考Superpave设计法对再生沥青混合料进行了配合比设计，运用等体积原则研究了温拌再生沥青混合料的压实特性。结果表明:Superpave设计法适合于温拌再生沥青混合料，其路用性能满足我国规范要求;Evotherm3G可有效降低沥青混合料的压实温度，其中热拌沥青混合料可降低30～25℃左右，再生沥青混合料可降低25℃～15℃;纤维会影响Evotherm3G的降温效果，与普通沥青混合料相比，添加0.3％的聚酯纤维以后，温拌纤维沥青混合料的压实温度提高5℃～10℃。同时，过多的Evotherrn3G并不能有效提高纤维再生沥青混合料的压实效果。
　　然后，运用室内试验对比研究了不同拌合方式的再生沥青混合料的路用性能。结果表明:与热拌再生沥青混合料相比，温拌再生沥青混合料的高温性能与厂拌热再生沥青混合料相当;水稳定性能略高于厂拌热拌再生沥青混合料;低温性能基本能满足现行规范要求，但应合理控制旧料掺量，有必要时可选择添加纤维来弥补性能缺陷。
　　最后，评价了Evotherm3G温拌再生沥青混合料的经济和社会效益。结果表明:温拌再生沥青混合料降低了废气排放，节约了生产成本，具有很好的经济、社会效益。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 路面再生技术的国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 温拌技术国内外研究现状

1．3．1 温拌技术分类

1．3．2 国外研究现状

1．3．3 国内研究现状

1．4 温拌再生技术简介

1．5 本文主要研究内容与技术路线

1．5．1 主要研究内容

1．5．2 技术路线

第二章 原材料性能分析

2．1 新材料的性能

2．1．1 新集料

2．1．2 填料

2．1．3 集料筛分

2．1．4 新沥青

2．1．5 温拌剂

2．1．6 再生剂

2．1．7 纤维

2．2 废旧沥青混合料性能分析

2．3．1 废旧沥青混合科的回收

2．3．2 废旧沥青混合料处理和级配分析

2．3．3 废旧沥青的回收和性能分析

2．4 本章小节

第三章 沥青的老化及再生机理分析

3．1 沥青的老化机理分析

3．2 沥青的再生机理分析

3．2．1 组分调节理论

3．2．2 相容性理论

3．2．3 橡胶增塑理论

3．3 老化沥青的再生

3．3．1 新沥青对老化沥青的再生

3．3．2 再生剂对老化沥青性能的再生

3．4 本章小节

第四章 温拌再生沥青混合料配合比设计

4．1 配合比设计方法的选择

4．2 再生沥青混合料级配设计

4．2．1 再生沥青混合料初试级配

4．2．2 再生沥青混合料初试级配评价

4．2．3 不同RAP掺量的再生沥青混合料级配设计

4．3 再生沥青混合料油石比确定

4．4 再生沥青混合料配合比设计检验

4．4．1 再生沥青混合料体积设计检验

4．4．2 再生沥青混合料马歇尔指标检验

4．4．3 再生沥青混合料动稳定度检验

4．4．4 再生沥青混合料水稳定性检验

4．5 本章小节

第五章 温拌再生沥青混合料压实特性分析

5．1 Evotherm3G的温拌机理分析

5．1．1 表面活性剂的作用机理

5．1．2 Evotherm3G的温拌机理

5．2 温拌再生沥青混合料的成型工艺

5．2．1 旧料加热温度的选择

5．2．2 拌合顺序

5．3 温拌再生沥青混合料的压实效果分析

5．3．1 纤维对温拌再生沥青混合料压实效果的影响

5．3．2 温拌剂掺量对纤维再生沥青混合料压实效果的影响

5．4 本章小节

第六章 温拌大比例再生沥青混合料路用性能分析

6．1 高温性能

6．1．1 概述

6．1．2 试验方法

6．1．3 试验结果

6．2 水稳定性能

6．2．1 概述

6．2．2 试验方法

6．2．3 试验结果

6．3 低温稳定性能

6．3．1 概述

6．3．2 试验方法

6．3．3 试验结果

6．4 本章小结

第七章 温拌再生沥青混合料综合效益分析

7．1 节能效益分析

7．2 减排效益分析

7．3 经济效益分析

7．4 本章小节

第八章 主要结论与展望

8．1 主要结论

8．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

附录