厂拌热再生沥青混合料结构参数研究

摘要

路面在使用过程中，会逐渐衰变、老化、发生各种病害，进而面临着养护、维修并产生大量废旧沥青混合料；因而，沥青路面再生利用技术越来越受到人们的关注和重视，成为高速公路建设领域亟待深入研究的关键实用技术。其中，厂拌热再生适用范围广，是现阶段我国混合料再生技术研究的重点，其混合料结构参数是本文研究的主要对象。
　　 首先，本文通过离心分离试验、筛分试验检测回收沥青路面材料（RAP）中沥青含量、矿料合成级配等项目，综合评价RAP；根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)，确定再生混合料工程设计级配范围，根据原路面沥青混合料矿料合成级配，确定外加集料占再生混合料总集料的质量百分比，进而计算符合再生混合料级配要求的各档新增矿料质量；通过有关公式估算再生混合料目标沥青含量，并根据需要与经验进行调整，最终通过马歇尔试验确定最佳沥青用量与混合料配合比；通过车辙试验与冻融劈裂试验，检验再生混合料高温稳定性与水稳定性，验证其配合比设计。
　　 其次，利用压力机与MTS-810材料测试系统，测定15℃与20℃试验条件下不同RAP掺配比例厂拌热再生沥青混合料抗压强度与抗压回弹模量，利用马歇尔试验仪，进行劈裂试验，测定15℃试验条件下不同RAP掺配比例厂拌热再生沥青混合料劈裂强度，以分析再生混合料抗压强度、抗压回弹模量与劈裂强度随RAP百分比变化规律；结合当前及将来一段时间我国高等级公路建养情势，选取若干典型结构，计算路表弯沉值、弯拉应力、弯拉应变等响应指标，分析交通荷载作用下其整体适应性：利用ABAQUS建立三维模型，通过有限元计算，研究非均布荷载下结构力学响应随汽车荷载变化规律，并分析其敏感性。
　　 接着，通过分析典型结构再生结构层底部弯拉应力、弯拉应变随混合料劲度变化规律，选用恰当的疲劳试验荷载控制模式，通过UTM液压伺服封闭回路试验系统进行小梁弯曲疲劳试验：根据疲劳试验结果，在双对数坐标上回归不同级配类型与RAP掺配比例厂拌热再生沥青混合料疲劳方程，评价再生混合料疲劳性能；综合考虑路面实际情况诸多影响因子，采用修正系数将室内试验结果转换成实际路面疲劳情况，预估再生沥青路面疲劳寿命；在小梁弯曲疲劳试验的基础上，提供了含厂拌热再生混合料的沥青路面结构设计思想。
　　 最后，通过动态模量试验，阐述了厂拌热再生沥青混合料动态模量随试验温度、加载频率和三轴围压等影响因素的变化规律，并详细分析了各自的原因。