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原文传递大比例温拌再生沥青及混合料性能研究

论文题名：	大比例温拌再生沥青及混合料性能研究
关键词：	公路材料;废旧沥青混合料;温拌再生技术;流变特性;微观结构;热性能;路用性能
摘要：	随着我国公路建设进入大规模的维修养护期，“节能减排、资源循环”逐渐成为交通行业秉承的绿色发展理念。由此，人们对路面再生技术的关注度越来越高，同时对再生技术本身的认识更加趋于冷静和科学。例如:人们接受最早的、应用最为广泛的厂拌热再生技术，由于其废旧沥青混合料(RAP)掺加比例偏低（一般低于30％），施工温度较高，且会产生大量的废气以及沥青烟，与真正意义上的“绿色交通技术”仍有一定距离。如何实现节能环保并高效回收利用沥青路面旧料，是当前路面再生技术研究和养护工程实践的技术关键。温拌再生技术兼具温拌技术与热拌再生技术双重优点，可以在降低施工温度的同时有效提高回收旧料的掺配率。现阶段国内大比例温拌再生技术尚未成熟，还需系统的理论与试验技术及工艺体系研究，且需建立完善的评价体系，进而实现大规模推广应用。鉴于此，本文对大比例温拌再生技术进行了系统、深入的理论与试验研究，主要开展了以下工作: 　　(1)本文采用合成蜡类与表面活性剂类两种不同机理的温拌添加剂。以人工老化沥青作为再生研究对象，制备30％至70％五种老化沥青含量下，共15种再生沥青结合料。进行再生沥青高、中、低温性能试验研究;分析温拌添加剂对再生沥青结合料性能的影响;探讨不同老化沥青含量下SHRP性能指标的变化趋势。对大比例温拌再生沥青结合料进行初步的性能评价。　　(2)从沥青的流变特性出发，进一步对大比例温拌再生沥青结合料的性能及温拌剂与老化沥青共同作用效果进行研究。主要开展了温度敏感性、频率扫描复数剪切模量主曲线及相位角主曲线、低温小梁蠕变主曲线、高温蠕变性能、抗疲劳性能等分析。结果表明:不同作用机理的温拌剂均提升了再生结合料的低温蠕变性及抗疲劳性能。其中主要成分为合成蜡类的R型温拌剂对沥青的流变特性影响显著，可以有效降低沥青黏度，提升低温性能;表面活性剂类的M型温拌剂则提高了高温蠕变性能。在温拌剂、老化沥青与新沥青的共同作用下，大比例温拌再生结合料的抗疲劳性能较90＃基质沥青大幅提升，说明再生沥青耐久性良好。　　(3)基于对宏观性能的评价分析，从温拌再生结合料的微观结构及性能出发，采用傅里叶红外光谱(FTIR)、差式扫描量热(DSC)与凝胶渗透色谱(GPC)等化学分析方法对沥青老化机理、再生机理以及不同温拌剂机理进行了探讨，并定量分析了再生沥青结合料老化前后微观结构、热性能与分子量及其分布的变化趋势。通过微观研究与热性能分析，与相应的宏观性能建立了关系，为温拌再生机理研究与微观性能研究奠定了基础。　　(4)基于对沥青结合料的性能评价分析，本文进行了大比例温拌再生沥青混合料路用性能研究。针对沥青路面上下面层两种级配，分别采用两种温拌剂、两种RAP掺量(50％、70％)进行大比例再生。在级配设计时对RAP料分3档进行处理，并去除粒径1.18mm以下的RAP细料，优化了混合料的孔隙结构;在不同RAP掺量下分别测定了温拌再生沥青混合料拌和压实温度;针对每一种再生混合料分别确定最佳沥青用量，由此改进了适合大比例温拌再生沥青混合料的配合比设计方法。本文对大比例温拌再生沥青混合料，进行了高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性以及疲劳性能等方面的性能评价分析。并针对再生结合料与混合料的高、中、低温性能进行了一致性分析。结果表明，大比例温拌再生沥青混合料能够满足沥青路面使用性能的需求，继续提升其低温性能以及水稳定性仍然是今后研究工作的重点。温拌再生结合料性能可以很好的预测其混合料性能的变化趋势，而且两者之间存在比较良好的相关性。
作者：	王维营
专业：	市政工程
导师：	陈静云
授予学位：	博士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文