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就地热再生沥青混合料多尺度抗裂性能及局部损伤特性研究
| 论文题名： | 就地热再生沥青混合料多尺度抗裂性能及局部损伤特性研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;就地热再生;多尺度;抗裂性能;局部损伤特性 |
| 摘要： | 就地热再生作为一种经济、环保的道路养护技术，能够实现原路面材料的高效再利用，已成为一种很好的路面养护方式。然而，就地热再生过程中存在的新、旧沥青混溶不充分问题，导致老化沥青和融合沥青之间容易出现刚度梯度，使得再生后沥青路面的长期服役效果大打折扣。本文从混合料、砂浆、胶浆以及沥青四个尺度出发，对不同RAP掺量下沥青混合料的抗裂性能及局部损伤特性进行研究。 首先，对原路面RAP料级配、旧沥青、旧集料性能等关键参数进行检测，采用马歇尔方法确定再生剂掺量以及热再生沥青混合料的最佳油石比。根据所确定的最佳沥青用量，采用比表面积法计算不同RAP掺量下热再生沥青混合料、砂浆、胶浆以及沥青等多个尺度下的配合比。 其次，通过室内试验，研究不同RAP掺量下就地热再生沥青混合料的路用性能是否满足规范要求。结果表明，随着RAP掺量的增加，其高温稳定性能不断提高，而低温抗裂性能迅速降低，当RAP掺量低于90％时，其低温性能依旧符合最低规范要求。不同RAP掺量下热再生混合料的水稳定性能均满足规范要求。 然后，设计不同尺度下热再生沥青混合料的宏观抗裂性能试验，采用断裂能、柔性指数等抗裂性能参数对其抗裂性能进行表征。结果表明，试验温度在很大程度上影响着热再生沥青混合料的断裂形式，且随着RAP掺量增加，其断裂能也随之降低。通过对比不同尺度下热再生沥青混合料的抗裂性能发现，随着RAP掺量的改变，砂浆与混合料尺度在断裂能的变化上具有相似的趋势。 最后，设计了热再生沥青砂浆ISDT原位拉伸试验，从细观层面上分析热再生沥青混合料的损伤断裂机理。通过扫描电镜对其开裂过程进行观测，结果表明，沥青砂浆在破坏形式上主要存在粘结破坏和内聚破坏这两种形式，其中粘结破坏始终占据主导地位。通过荷载-CMOD曲线对沥青砂浆的损伤与断裂过程进行耦合分析，结果表明，随着CMOD的增加，微裂纹数量增加，最大微裂纹长度、最大微裂纹面积显著增大。 本文通过研究不同尺度下热再生沥青混合料的抗裂性能及局部损伤特性，对预估和调控热再生沥青路面的抗裂性能、提高再生后沥青路面的长期性能具有重要意义。 |
| 作者： | 陈虎 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 肖鹏;吉增晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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