高旧料掺量高性能沥青路面再生利用关键技术研究

摘要

沥青混凝土厂拌热再生技术是道路工程中应用最广泛的再生技术，但旧料掺量通常较低，影响了厂拌热再生技术的经济效益和再生效率，而对于高RAP掺量再生沥青混合料，又缺乏相应的设计和施工等方面的基础理论依据和指导。本文以目前有关高RAP掺量再生沥青混合料相关研究中的不足为出发点，针对高RAP掺量厂拌热再生沥青混合料再生利用过程中的关键技术进行了研究。
　　首先，本文通过大量室内模拟试验分析了沥青的老化及再生规律，发现随着沥青的老化，沥青针入度与延度降低、软化点与粘度升高;而再生剂的加入，可有效降低老化沥青的粘度、恢复其流变性。同时，本文借助于原子力显微镜，对沥青的老化与再生机理进行了微观层面的研究，发现沥青在老化过程中轻质组分含量大大减少，而再生后其内部组分结构基本没有变化。
　　其次，本文根据再生剂评价方法的不足，提出了采用沥青胶浆的试验方法对再生剂进行评价，设计了模拟再生剂不同扩散情况的试样制备方法，并通过试验验证了该方法的可行性。在此评价方法的基础上，本文进一步给出了确定再生剂最佳掺量的完整流程以及对再生剂进行比选的方法与依据。
　　再次，本文通过室内模拟试验与理论计算，研究了高RAP掺量的变异性对再生沥青混合料的最佳油石比、出料温度、摊铺温度、级配离析和温度离析等的影响特性，揭示了高RAP掺量的变异性在生产施工中带来的问题与影响，为高RAP掺量再生沥青混合料的生产施工提供了一定的指导。
　　最后，针对RAP级配变异引发的性能变异问题，本文由再生沥青混合料的强度构成原理入手，采取控制4.75mm筛孔通过率趋于上限的设计方法来减少RAP变异性对混合料性能的影响，并通过混合料性能试验验证了该设计方法的优越性，为高RAP掺量高性能再生沥青混合料级配设计方法提供了一定的参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外沥青路面再生技术发展概括

1．2．2 再生剂的相关研究

1．2．3 高旧料掺量厂拌热再生沥青混合料的相关研究

1．3 研究内容及技术路线

第2章 沥青的老化与再生机理研究

2．1 沥青老化规律研究

2．1．1 沥青老化机理

2．1．2 沥青老化试验及性能检测

2．2 沥青再生规律研究

2．2．1 沥青再生机理

2．2．2 沥青再生试验及性能检测

2．3 基于AFM的沥青老化与再生机理微观研究

2．3．1 原子力显微镜观测原理

2．3．2 原子力显微镜成像分析

2．3．3 基于AFM的沥青老化与再生机理研究

2．4 结论

第3章 再生剂的评价指标与最佳掺量研究

3．1 再生剂的扩散特性

3．1．1 再生剂的扩散现象

3．1．2 扩散理论

3．1．3 再生剂扩散性模拟试验

3．2 再生剂的评价方法研究

3．2．1 试验设计要求

3．2．2 试验设计思路

3．2．3 再生沥青胶浆性能评价

3．2．4 再生剂的评价指标与最佳掺量

3．3 结论

第4章 高RAP掺量对再生沥青混合料生产施工的影响特性研究

4．1 高RAP掺量对再生混合料油石比的影响特性研究

4．1．1 试验原材料

4．1．2 不同RAP掺量再生混合料级配设计

4．1．3 不同RAP掺量再生混合料最佳油石比的确定

4．2 高RAP掺量对再生混合料施工温度的影响特性研究

4．2．1 高掺量RAP对再生混合料出料温度的影响

4．2．2 高掺量RAP对再生混合料摊铺温度的影响

4．3 高掺量RAP变异性对再生混合料级配离析的影响特性研究

4．3．1 混合料级配离析的评价方法

4．3．2 不同RAP掺量再生沥青混合料变异级配的设计

4．3．3 不同RAP掺量再生混合料变异级配离析程度的评价

4．4 高RAP掺量变异性对再生混合料温度离析的影响特性研究

4．4．1 试验设计

4．4．2 试验步骤

4．4．3 再生混合料温度离析试验结果与分析

4．5 结论

第5章 高RAP掺量再生沥青混合料级配设计方法研究

5．1 高RAP掺量再生混合料级配设计方法理论研究

5．1．1 沥青混合料的强度构成原则

5．1．2 再生沥青混合料的强度理论分析

5．2 不同4．75mm通过率高RAP掺量再生混合料配合比设计

5．2．1 不同4．75mm通过率高RAP掺量再生混合料级配设计

5．2．2 不同4．75mm通过率高RAP掺量再生混合料最佳油石比的确定

5．3 不同4．75mm通过率高RAP掺量再生混合料性能试验

5．3．1 高温稳定性

5．3．2 水稳定性

5．3．3 低温抗裂性

5．4 结论

第6章 结论与展望

6．1 本文主要结论

6．2 需要进一步研究的问题

参考文献

致谢