详情

原文传递复拌就地热再生沥青混合料抗裂及疲劳性能研究

论文题名：	复拌就地热再生沥青混合料抗裂及疲劳性能研究
关键词：	再生路面;沥青混合料;复拌就地热再生;抗裂性能;疲劳性能
摘要：	复拌就地热再生技术因其具有绿色环保、节约成本、施工快捷等优点，近些年来在公路养护工程中得到了广泛的应用。但由于再生沥青混合料的组成成分相较于新拌沥青混合料更为复杂，在路面运营过程中受到荷载、气候等诸多因素的综合作用，再生路面很容易发生疲劳破坏，其长期耐久性能尚未得到充分证实。本文依托广西桂林 G65 高速公路就地热再生养护工程，首先对复拌就地热再生沥青混合料进行配合比设计，然后采用半圆弯曲试验和四点弯曲疲劳试验对复拌就地热再生沥青混合料的抗裂性能、疲劳性能以及疲劳自愈合性能进行研究，旨在为再生路面的应用提供参考。本文主要研究内容和结论如下：　　（1）对现场铣刨的旧沥青混合料回收并进行性能测定，确定RAP中旧集料级配、旧沥青含量及其老化程度。在此基础上，采用马歇尔设计法进行复拌就地热再生沥青混合料配合比设计，并分别对掺加芳烃类再生剂和新型再生剂（废生物油与表面活性剂复配）的复拌就地热再生沥青混合料进行路用性能试验。结果表明：两种复拌就地热再生沥青混合料的高温、低温和水稳定性均满足规范要求，可以开展后续的抗裂及疲劳性能试验。　　（2）通过半圆弯曲试验，研究了不同切口深度、温度、再生剂种类及其掺量、界面增强剂对断裂韧度 KIC、断裂韧度 JIC和基准断裂能的影响规律。结果表明：1）与掺加芳烃类再生剂相比，掺加新型再生剂的复拌就地热再生沥青混合料抗裂性能最优，且其最佳掺量为5%。2）界面增强剂对复拌就地再生沥青混合料的抗裂性能产生积极影响，喷洒界面增强剂后三个抗裂性能评价指标均出现不同程度的增大。3）温度较高时，复拌就地热再生沥青混合料发生韧性破坏，随着温度的降低逐渐趋于脆性断裂，在15℃时抗裂性能较弱，在0℃时KIC、JIC和基准断裂能均达到最大值，抗裂性能最好，在-15℃时抗裂性能最差。4）切口深度直接影响复拌就地热再生沥青混合料的断裂能，随着切口深度的增大，断裂能显著降低。　　（3）对复拌就地热再生混合料进行不同应变水平下（300με、400με、600με）的四点弯曲疲劳试验。结果表明：1）对于掺加同一种再生剂的复拌就地热再生沥青混合料，随着再生剂掺量的增大，其初始劲度模量降低，相位角增大，而疲劳寿命则先增大后降低。且相较于芳烃类再生剂，新型再生剂中因具有表面活性剂的成分，对复拌就地热再生沥青混合料的疲劳性能更好，其最佳掺量为5%。2）界面增强剂能够提高复拌就地热再生沥青混合料的疲劳性能，且在高应变水平下优势更为明显。3）不同复拌就地热再生沥青混合料的累积耗散能与疲劳寿命在双对数坐标系下表现出良好的线性关系，该关系不受再生剂种类及掺量、以及是否喷洒界面增强剂的影响，通过回归分析，得到用累积耗散能表示的疲劳方程，为分析复拌就地热再生沥青混合料的疲劳性能提供依据。　　（4）采用“疲劳-愈合-再疲劳”的试验方法，分析了愈合温度、愈合时间以及界面增强剂对复拌就地热再生沥青混合料疲劳寿命恢复率和劲度模量恢复率的影响。结果表明：愈合时间和界面增强剂对复拌就地热再生沥青混合料的自愈合能力有积极影响，愈合温度只能在一定范围内提高复拌就地热再生沥青混合料的自愈合能力，超过 60℃后会导致沥青老化，破坏混合料内部结构，反而对其自愈合能力产生消极影响。
作者：	姚森
专业：	交通运输
导师：	王火明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023