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乳化沥青冷再生旧料二次再生方法及关键参数研究
| 论文题名： | 乳化沥青冷再生旧料二次再生方法及关键参数研究 |
| 关键词： | 乳化沥青冷再生RAP料;热再生砂浆;细观参数分析;路面使用 |
| 摘要： | 伴随着冷再生技术的推广与冷再生路面使用时间的增长，愈来愈多的冷再生路面即将达到使用年限，其产生的冷再生旧料（ReclaimedAsphaltPavement,RAP）剩余价值巨大，前瞻性地研究其重复利用方式具有重要意义。但目前国内外针对乳化沥青冷再生RAP料的重复再生技术的研究有限，尚未形成完整的旧料评价体系、设计方法和性能控制标准。因此，本研究的主要目的是明确乳化沥青冷再生RAP料的二次利用方式，以及不同再生过程关键参数的控制，提供完整可行的冷再生路面二次再生方法以及性能控制标准。 首先，为保证二次再生试验原材料的一致性和后续试验结果的可比性，室内采用路面冷铣刨料制备乳化沥青冷再生混合料（CIRM），经室内老化和人工揉捻分离后，得到乳化沥青冷再生RAP料及其材料特性。 其次，探究基于乳化沥青冷再生RAP料的二次乳化沥青就地冷再生混合料（CR-CIRM）与二次厂拌热再生混合料（HR-CIRM）的制备工艺和关键配合比参数。一方面参考国内外冷再生配合比设计方法，从混合料角度提出CR-CIRM配合比设计方法，对比压实特性随冷再生次数增加的变化，建立了最佳含水率与水泥含量的关联方程，通过劈裂试验确定了最佳水泥含量与最佳再生沥青用量等配合比设计的关键参数；另一方面，基于热再生沥青砂浆与沥青混合料较好的相关性，将旧料掺量与再生砂浆油石比作为变量，通过TTS、LAS和改进的MSCR性能试验，探究了不同旧料掺量与油石比对再生砂浆流变性能、疲劳性能和高温性能的影响，确定了基于性能平衡理念的HR-CIRM的设计方法。 然后，针对沥青混合料细观结构，采用X-RayCT工业扫描成像技术对比CIRM和CR-CIRM，明确了两种混合料的空隙分布特征；采用二维切片扫描图片技术结合Matlab图像分析技术，得到了CR-CIRM和HR-CIRM的粗集料接触特征和砂浆厚度分布特征。 最后，采用多序列重复分层蠕变试验、半圆弯曲断裂试验和半圆弯曲疲劳试验，对比分析了CR-CIRM和HR-CIRM的路用性能。与CIRM相比，CR-CIRM高温性能和抗裂强度衰减明显，高应力条件下疲劳性能不足；与热拌沥青混合料、一次热再生混合料（HIRM）相比，HR-CIRM具有较好的高温稳定性，抗裂性能优于HIRM，为满足疲劳性能的使用要求，旧料掺量建议控制在50%以内。 CR-CIRM耗材成本高、压实难度大、性能衰减较显著，应用于高速公路中面层的工程实践价值低。旧料掺量50%及以下的HR-CIRM的各项性能处于较优水平，可应用于高速公路中面层工程。本文的研究成果为高速公路养护工程中乳化沥青冷再生RAP料的重复利用奠定了基础。 |
| 作者： | 许晴 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 倪富健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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