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寒区乳化沥青冷再生混合料性能及结构力学响应的研究
| 论文题名： | 寒区乳化沥青冷再生混合料性能及结构力学响应的研究 |
| 关键词： | 乳化沥青冷再生混合料;水泥掺量;养生条件;结构层位厚度;力学响应;路用性能 |
| 摘要： | 沥青铣刨料经破碎、筛分后，采用乳化沥青辅以水泥、水等材料在常温下拌和粘结形成具有强度和稳定性的乳化沥青冷再生混合料。冷再生混合料环保经济，可最大化回收沥青铣刨料，减少碳排放和能源消耗。依托京哈高速拉林河（吉黑省界）至哈尔滨段改扩建工程，采用室内外试验及有限元分析等技术手段，研究试验原材料、水泥掺量、养生条件对冷再生混合料性能的影响程度，并进行结构层位厚度对路面结构力学响应的影响分析。 首先，进行预试验确定剪切乳化搅拌机最佳工作参数及最佳静置搅拌时间。选取沥青加热温度、乳化剂掺量及皂液pH值作为影响因素，通过正交试验设计乳化沥青制备方案。对照以极差作为评价指标的正交试验设计影响因素分析及以标准化系数作为评价指标的影响因素多元线性回归分析，得出不同影响因素间强弱关系，确定乳化沥青最佳制备方案。 其次，分析沥青铣刨料级配组成，进行室内配合比设计试验，确定最佳拌和用水量和乳化沥青用量。对比不同新料掺量下乳化沥青冷再生混合料的性能，分析新料掺量及集料粒径对冷再生混合料性能影响规律及原因，得到冷再生混合料最佳配合比。对冷再生混合料进行高温稳定性、低温抗裂性等力学及路用性能评价。采用四点弯曲小梁疲劳试验，研究不同水泥掺量及不同应变水平下冷再生混合料的疲劳寿命变化规律。对经过长龄期养生的冷再生混合料进行疲劳试验，研究养生时间对冷再生混合料疲劳寿命的影响规律。 再次，以哈尔滨、广州两市温度作为低温区和高温区温度代表，设计三种室内养生方案，研究不同养生方案下冷再生混合料水分迁移趋势，对规范所规定不脱模进行养生的原因做出解释，并对冷再生混合料进行自然养生以确定结构层位含水率降低趋势。研究了两种代表温度的乳化沥青冷再生混合料质量损失率及15℃劈裂强度的影响规律，并基于成熟度理论获得不同温度下的冷再生混合料强度预估公式。 最后，基于有限元分析沥青面层、柔性基层、冷再生层各层厚度变化对路面结构力学响应。通过多元线性回归分析确定结构层位厚度对力学响应的敏感程度，确定各结构层位的适宜厚度。并分析了加入冷再生层前后典型路面结构的竖向位移、水平拉应力等力学响应的影响。 |
| 作者： | 孙思达 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 徐永丽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北林业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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