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基于胶浆及集料骨架均匀性的再生沥青混合料性能研究
| 论文题名： | 基于胶浆及集料骨架均匀性的再生沥青混合料性能研究 |
| 关键词： | 再生沥青混合料;新旧混溶沥青胶浆;数字图像处理技术;力链网络;均匀性评价;耐久性 |
| 摘要： | 采用厂拌热再生技术回收旧沥青路面中的废旧沥青混合料(RAP)，可以降低工程成本，促进绿色环保。然而，RAP的变异在微观、细观和宏观多个尺度上的传递会严重影响再生沥青混合料的性能。RAP中的旧沥青胶浆的高粘度影响了与新沥青胶浆的均匀混溶，RAP颗粒引起的团簇现象阻碍了集料在混合料中的均匀分布，成分分布的不均匀导致再生沥青路面更容易开裂，影响了路面耐久性，限制着再生沥青路面进一步提高RAP利用率。 沥青混合料是一种多相复合材料，由粗集料构成骨架结构，沥青胶浆粘结集料，同时填充其中空隙。因此，沥青混合料整体的宏观力学性能取决于胶浆和集料的技术性能。填料在沥青胶浆微分散系的分布均匀程度和胶浆性能同时影响着再生沥青混合料的力学性能，而关于新旧混溶沥青胶浆均匀性的评价问题在现有的研究中却鲜少提及。此外，混合料的均匀性与材料的力学性能也有着密切联系，但在之前的均匀性研究中却未涉及力学参数，所提出的均匀性评价方法无法与混合料的真实性能之间形成明确的映射关系，缺乏明确的力学理论背景支持。基于以上背景，本文尝试量化表征新旧混溶沥青胶浆的均匀性，并通过绘制力链网络表征骨架结构传递应力的特征，为混合料均匀性评价体系加入力学性能参数，最终构建混溶胶浆均匀性、混合料均匀性与再生沥青混合料宏观力学性能的相关性分析模型。论文的主要工作内容与结论如下： (1)开展了新旧混溶沥青胶浆的弯曲梁流变仪试验（BBR），以试验结果S/m值的变异系数为混溶胶浆均匀性评价指标，量化表征胶浆均匀程度，体现混溶胶浆的性能可靠性。 (2)利用数字图像处理(DIP)技术，将再生沥青混合料中的辉绿岩新集料和大理石旧集料从沥青胶浆中区分出来。定义集料接触点识别准则，自主研发识别程序，搜索标记集料间接触点，结合ABAQUS模拟力学试验提取混合料内部力链传递应力状态，提出力链传递垂直应力效率(ETVS)的概念，以ETVS的离散程度表征再生沥青混合料的均匀性。 (3)将混溶胶浆均匀性、再生混合料均匀性与混合料力学性能进行相关性分析，分析结果表明，基于ETVS的均匀性指数D1与混合料的抗压性能具有良好的相关性，基于新旧集料分布的均匀性指数D2与混合料的抗压性能稳定性具有良好的相关性，混溶胶浆均匀性、混合料横向均匀性指数DH2均与混合料断裂能Gf具有良好的相关性。 |
| 作者： | 杨秀成 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 蔡旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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