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考虑巴西果效应的热再生混合料新旧沥青融合度研究
| 论文题名： | 考虑巴西果效应的热再生混合料新旧沥青融合度研究 |
| 关键词： | 道路建筑材料;热再生沥青混合料;沥青活性度;巴西果效应;融合度 |
| 摘要： | 废旧沥青路面材料的再生利用作为道路工程领域研究的重要课题，国内外研究者已开展了大量研究，然而，目前的研究热点主要集中在高掺量沥青混合料回收料（RAP）利用及再生沥青混合料性能方面，对于RAP的再生作用机理有待深入，尤其是针对沥青混合料再生过程中老化沥青与新沥青融合度（DoB）这一问题进行量化表征的研究较为缺乏，基于此，本研究尝试通过室内试验和数值模拟研究RAP的再生作用机理及新旧沥青融合度，主要研究内容如下： 首先通过室内试验制备RAP，以避免道路回收RAP的质量变异性等问题，采用干拌试验探究间断级配下RAP与新集料之间在搅拌作用下的迁移分布规律，评估RAP中沥青活性度（DoA）与新集料预热温度、搅拌时间、RAP尺寸以及RAP与新集料加入搅拌锅的顺序等不同制备工艺参数之间的关系。试验结果表明，无论何种制备工艺，搅拌后均会出现巴西果效应，即颗粒偏析现象，显著改变RAP与新集料之间的接触碰撞几率，致使DoA受到影响。搅拌时间、RAP尺寸以及新集料的预热温度均与RAP中沥青转移量呈正相关关系，其中RAP尺寸对DoA的影响最为明显，中尺寸RAP较细尺寸RAP，其DoA值由30%提高至60%。 其次借助数值模拟软件LIGGGHTS对再生沥青混合料的搅拌过程进行离散元模拟，查明干拌试验过程中难以获得的RAP与各档颗粒的运动规律以及各档颗粒的温度-时间关系和液体含量-时间关系，深入揭示了RAP的作用机理，同时验证了模型的有效性。模拟结果显示，各档颗粒从初始分布状态发展到稳定分布状态用时较快；在颗粒运动规律以及温度-时间关系上，模拟与试验结果具有较高的契合度，相较于细尺寸RAP，中尺寸RAP在搅拌过程中升温更快。 最后，从实际生产级配出发，选取AC-16级配制备再生沥青混合料，探究了巴西果效应对级配完整且集料间黏结力较大的再生沥青混合料的颗粒运动规律和分布状态。以再生沥青混合料高温动稳定度和低温破坏劲度模量为评价指标，并基于此定义了再生沥青混合料的融合度，定量表征了在巴西果效应下，不同制备工艺对再生沥青混合料的性能和融合度的影响。结果表明，增加集料数量后，巴西果效应仍然存在，进一步验证了数值模型的合理性，但加入新沥青后的，颗粒偏析现象有所减弱；RAP尺寸越大，融合度越大，并且降序搅拌下再生沥青混合料的融合度明显优于升序搅拌。 |
| 作者： | 郭晓阳 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 郭乃胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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