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原文传递基于配伍性的温拌再生沥青设计与性能优化

论文题名：	基于配伍性的温拌再生沥青设计与性能优化
关键词：	温拌再生;配伍性;微观性态;流变性能;配合比设计
摘要：	随着我国沥青路面进入大规模翻新修复期，废旧沥青路面集料回收成为近几年的热点问题。在多种再生方式中，温拌再生技术因其相较于热拌再生技术比较低的拌合温度能够节省大量资源，还具有较冷拌再生较高的路用性能逐渐得到越来越广泛的应用，提高废旧料的回收利用率增加RAP（ReclaimedAsphaltPavement）在混合料中的掺配比例是必然趋势。目前温拌再生过程中鲜有添加再生剂对RAP料进行性能恢复，导致了再生料的低温性能难以大幅度提升限制了RAP掺配比例的提高。采用再生剂对RAP沥青进行性能恢复不仅在提高RAP掺配比例的同时还可以保证温拌再生沥青混合料的路用性能，在此情况下再生剂、温拌剂与基质沥青之间性能的配伍性将会影响性能表现，本论文的研究目的在于分析不同配伍组合之间的性能差异最终得到配伍性最优的搭配组合。　　首先，选择不同厂家的温拌剂、再生剂和不同油源的90#基质沥青作为原材料。采用旋转薄膜烘箱老化试验（RTFOT）模拟短期老化和压力加速老化试验（PAV）模拟长期老化过程制备不同老化程度的沥青试样。基于沥青三大指标及黏度试验，确定温拌剂与再生剂在不同条件下的最佳掺量。　　其次，基于原子力显微镜（AFM）手段，以沥青表面微观粗糙度、粘附力和“蜂型”结构变化趋势为主要指标，分析不同再生剂、温拌剂和沥青之间的融合扩散程度，并以此评判不同组合方式之间的配伍性关系。同时，结合傅里叶红外光谱（FTIR）试验手段，通过不同条件下沥青材料的特征官能团指数变化特点，对温拌沥青的再生机理和老化机理进行定量评价，进一步分析不同温拌剂、再生剂与不同沥青之间的配伍性关系。　　再次，采用动态剪切流变试验(DSR)根据时温等效原理绘制复数剪切模量和相位角主曲线，分析不同温度下沥青材料的黏弹特性，通过车辙因子、疲劳因子及应变恢复率等指标参数，明确不同再生剂与温拌剂的对于改善老化沥青高温、低温及疲劳性能的作用规律，并以此评价不同温拌剂与再生剂与不同沥青之间的配伍性关系，进而提出综合性能最佳的配伍组合。　　最后，基于RAP中老化沥青含量与各档集料变异性特点，提出RAP再生混合料配合比设计方法，并采用综合性能最佳的配伍组合进行混合料性能研究。以再生沥青混合料的水稳定和低温性能为主要评价指标，通过对比试验，综合评价与验证温拌剂与再生剂组合对温拌再生沥青混合料性能的影响特点。　　主要研究成果如下：1）借助AFM和FTIR分析不同再生剂、温拌剂和基质沥青不同配伍组合的微观性态和老化机理得到配伍效果良好的配伍组合；2）通过DSR对老化前后的流变性能进行对比，确定流变性能与黏弹特性良好，同时微观特性较优的配伍组合；3）进行低温小梁试验和冻融劈裂马歇尔试验验证最佳配伍组合下温拌再生沥青混合料对照不掺加再生剂情况下低温性能具有提升作用。
作者：	王今
专业：	交通运输工程
导师：	解晓光
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2021