SMA路面现场热再生技术应用研究

摘要

SMA沥青玛蹄脂碎石混合料具有良好的高温稳定性、低温抗变形及水稳定性路用性能，已成为江苏省高速公路的主要路面结构形式之一。目前江苏省高速公路路面结构中上面层为SMA的比例高达54％。沪宁高速公路上面层采用SMA结构，如果使用传统的铣刨摊铺方式进行路面维修，不但长时间占用行车道影响道路的通行效率，而且维修过程中铣刨料弃用会造成巨大的浪费，同时还会引发环境污染。因此，研究SMA路面的再生问题就显得尤为重要。沥青路面现场热再生是一种经济、环保的沥青路面养护维修技术已经在广大道路研究者中达成了共识。针对沥青路面现场热再生方法进行技术及应用研究，可满足当前高速公路预防性养护需求，符合交通行业可持续发展的战略举措。 论文主要内容包括:从选题的背景及意义出发并结合国内外发展现状，对不同方式的现场热再生技术适用条件以及不同的施工设备、多种方案的组合进行对比，分析其优缺点，明确检测标准，提出改进措施。 论文的实施方案是通过文献收集、路况调查、理论分析和试验分析相结合来制定的，依托工程取得实际检测数据进行各项指标的对比分析。 研究工作的成果和结论: ①本文对SMA混合料主要成分的老化规律及再生机理进行了分析，总结了SMA级配衰变特性及规律，为现场热再生混合料设计提供理论基础。 ②在对原路面RAP分析的基础上结合SMA混合料再生机理进行级配设计，通过室内试验进行了最佳油石比和混合料性能验证，明确提出了再生混合料配合比设计方法及检验指标。 ③选择典型的热再生设备进行试验段铺筑，对SMA再生混合料设计方法进行了验证，在对现场再生混合料室内、现场、跟踪试验数据总结的基础上提出了施工质量控制及验收标准。 ④本文结合现场热再生设备的发展现状，通过两种典型现场热再生机组的综合对比分析，总结了热再生关键控制指标和当前设备存在的不足并提出有针对性的改进措施。 ⑤本文从经济效益、环境效益对现场热再生技术和传统的铣刨重铺工艺进行了多方面的对比，为SMA现场热再生技术推广提供数据支撑。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究概况

1．2．1 国外沥青路面再生研究现状

1．2．2 国内沥青路面再生研究现状

1．2．3 主要存在的问题

1．3 研究的主要内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 SMA混合料老化特性及再生机理研究

2．1 SBS改性沥青老化规律及机理

2．1．1 SBS改性沥青老化因素分析

2．1．2 SBS改性沥青老化性能分析

2．1．3 SBS改性沥青老化机理分析

2．2 SMA集料破碎内在规律

2．2．1 集料骨架力学特性

2．2．2 集料破碎特性

2．2．3 SMA级配衰变特性

2．3 木质纤维素老化分析

2．4 再生剂作用

2．4．1 再生剂分布特性

2．4．2 再生剂再生机理

2．5 本章小结

第三章 SMA路面现场热再生混合料设计方法及路用性能研究

3．1 旧路面评价

3．2 试验方案

3．3 SMA现场热再生混合料配合比设计

3．3．1 原路面RAP分析

3．3．2 级配设计

3．3．3 再生剂选择及用量确定

3．3．4 室内试验方案确定

3．3．5 最佳油石比确定

3．4 沥青用量试验

3．4．1 谢伦堡析漏实验

3．4．2 肯塔堡飞散实验

3．5 高温稳定性试验

3．6 水稳定性试验

3．6．1 浸水马歇尔实验

3．6．2 冻融劈裂实验

3．7 再生混合料级配及原材料指标要求

3．7．1 矿料级配要求

3．7．2 原材料技术要求

3．8 再生混合料配合比设计及检验指标技术要求

3．9 本章小节

第四章 SMA路面现场热再生施工质量控制及验收标准研究

4．1 沪宁高速公路SMA路面车辙分析

4．1．1 沪宁高速公路路面性能

4．1．2 车辙分布状况及成因

4．1．3 车辙产生层位研究

4．1．4 室内试验数据分析

4．1．5 车辙处置对策

4．2 热再生试验段铺筑

4．2．1 试验段施工方案

4．2．2 室内试验检测

4．2．3 现场试验检测

4．2．4 跟踪试验检测

4．3 现场热再生施工相关标准

4．3．1 现场热再生方案设计要求及适用条件

4．3．2 现场热再生旌工质量控制及验收标准

4．4 本章小结

第五章 现场热再生设备特点评估及改进措施的探讨

5．1 国内外现场热再生设备发展现状

5．2 两种典型现场热再生设备特点

5．2．1 鞍山森远现场热再生设备

5．2．2 英达现场热再生设备

5．3 森远SY4500与英达RM6800热再生机组特点对比

5．3．1 两种热再生设备特点对比

5．3．2 两种热再生设备关键施工工艺对比

5．4 现场热再生关键控制指标

5．5 现场热再生设备改进措施

5．6 本章小结

第六章 现场热再生路面的效益评估

6．1 经济效益评估

6．1．1 现场热再生费用分析

6．1．2 铣刨重铺费用分析

6．1．3 江苏高速公路现场热再生费用统计

6．2 环境效益评估

6．2．1 能耗及温室气体排放量基础数据

6．2．2 现场热再生能耗及排放

6．2．3 铣刨重铺能耗及排放

6．2．4 能耗、温室气体排放及污染气体排放对比

6．3 本章小结

第七章 主要研究结论及下一步工作建议

7．1 主要研究结论

7．2 下一步研究工作建议

致谢

参考文献