现场热再生改性沥青路面的低温性能研究

摘要

旧沥青路面的再生利用既可以保护环境又可以节约自然资源，从经济效益与社会效益角度来看都有明显优势。在寒区，低温抗裂性能是沥青路面的关键路用性能之一，老化对其有重要的影响。本文依托国道102线就地热再生项目，对现场热再生混合料的低温性能进行研究。 对再生沥青混合料的高温稳定性能、水稳定性能及疲劳性能进行检验，分析了再生剂和改性剂对混合料相关路用性能的改善。通过老化试验和低温劈裂试验比较老化及新料、再生剂、改性剂的添加对再生混合料低温性能的影响。考察弯曲试验的评价指标，借用灰色理论的方法对各指标参数与弯曲应变能密度临界值的相关性进行分析，发现破坏应变与应变能密度的关联度较高。考虑影响混合料低温性能的4个相关因素——沥青种类、老化情况、空隙率和成型温度进行试验研究，针对上述因素的不同水平设计4因素3水平的正交试验。通过低温弯曲试验得到各因素对沥青混合料低温性能的影响程度，对各因素水平的指标值进行比较，分析它们与混合料低温性能指标间的关系，以此找出制备具有较好低温性能的再生混合料的条件，改善再生混合料的低温性能。预估路面的低温开裂指数和破坏温度应力，并优化路面结构的组合。 根据试验结果，80％旧料掺量下混合料的高低温及水稳定性能均满足规范要求，改性剂的添加对再生混合料的各项性能有显著改善，老化大大降低了沥青混合料的低温性能，而较高的成型温度和接近4％的空隙率有利于再生混合料的低温性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 问题的提出及研究的意义

1.2国内外的研究情况

1.3本文的研究内容

2低温开裂机理及沥青路面低温性能的评价方法

2.1 裂缝类型及成因

2.1.1温缩裂缝

2.1.2温度疲劳裂缝

2.1.3反射裂缝

2.1.4冻缩裂缝

2.1.5综合原因造成的横向裂缝

2.2我国沥青路面低温裂缝的特点

2.3沥青路面低温性能的评价方法

2.3.1试验方法分类及主要评价指标

2.3.2试验方法对比分析

2.3.3老化试验

3沥青混合料的热再生设计

3.1原路面材料的评价

3.2改性剂及剂量的确定

3.3再生沥青混合料配合比设计

3.4沥青用量的确定

4热再生混合料路用性能试验及分析

4.1试验方案及试件的制备

4.1.1 试验方案

4.1.2试件的制备

4.2常规性能检验

4.2.1 高温性能检验

4.2.2水稳定性能检验

4.2.3疲劳性能检验

4.3沥青混合料的低温劈裂试验

4.3.1试验原理

4.3.2 试验数据的处理与分析

4.4正交试验设计

4.5沥青混合料的低温弯曲试验

4.5.1试验原理

4.5.2试验数据的处理与分析

4.5.3混合料种类的影响

4.5.4老化的影响

5沥青路面低温开裂预估和结构优化

5.1沥青混合料的低温开裂寿命估算

5.2沥青路面开裂指数预估

5.2.1 开裂指数预估模型

5.2.2模型的适用性分析

5.3破坏温度应力的计算

5.3.1 Hills累计温度应力理论

5.3.2沥青混合料劲度模量计算

5.3.3路面温度场理论

5.3.4温度应力的求解与验证

5.4沥青路面的低温抗裂技术措施

5.5沥青路面结构的优化

5.5.1沥青稳定基层路面的典型结构

5.5.2基层底和土基顶应变的理论分析

5.5.3路面抗剪性能的理论分析

5.5.4层厚对路面应变的影响

结 论

展 望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢