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原文传递泡沫沥青的制备及其冷再生混合料的性能研究

论文题名：	泡沫沥青的制备及其冷再生混合料的性能研究
关键词：	泡沫沥青;冷再生;沥青路面回收材料;劈裂强度;水稳定性;配合比设计
摘要：	进入21世纪后，高速公路建设技术日渐成熟，我国高速公路建设进入了高速发展时期，在公路建设高速发展的同时，道路维修问题日渐凸显，道路维修会产生大量的废旧沥青路面材料(RAP)，废旧沥青路面材料直接丢弃直接造成生态环境污染而且浪费我国本就稀缺的沥青材料资源，不符合我国可持续发展的原则。泡沫沥青冷再生技术不但能够有效利用沥青路面回收料(RAP)，而且节约资源、能源和时间，满足现代社会低碳环保的可持续发展要求。　　本文依托于国家863科研计划项目课题《沥青路面全厚度再生快速修复关键技术和装备》(2009AA11Z106)，对泡沫沥青制备及泡沫沥青冷再生混合料的性能进行了一定试验研究，其主要的研究内容包括以下几个方面：对泡沫沥青的发泡原理及泡沫沥青破灭机理进行了分析；实验室用沥青发泡设备的研发及其工作参数的确定；利用研发沥青发泡装备进行沥青发泡影响因素的实验分析；参照国内外泡沫沥青冷再生混合料配合比设计方法，建立了一套完整易操作的泡沫沥青冷再生混合料配合比的设计方法；基于泡沫沥青的种类及用量、矿料温度、拌合用水量、养生条件、水泥掺加量等因素对泡沫沥青冷再生混合料性能的影响进行了分析。　　我们课题组历经一年多的设计、研制的泡沫沥青试验机，不仅设备造价成本较低，而且可靠、易操作，其产生的泡沫沥青的发泡效果完全满足《公路沥青路面再生技术规范》JTG F41-2008要求(泡沫沥青半衰期大于8s、膨胀率大于10倍)。利用此沥青发泡试验机对华腾AH-70沥青进行发泡实验：华腾AH-70沥青在150℃、发泡用水量为2％时发泡效果达最佳，其产生泡沫沥青的半衰期为10s、膨胀率为13倍。　　由沥青发泡影响因素的试验结果分析可知：同一沥青在同一发泡温度下，半衰期随用水量的增加而变大，而膨胀比随用水量的增加而减小；在高于沥青可发泡的温度时，沥青的发泡温度与发泡特性无必然联系；不同种类的沥青由于沥青组分不同，导致发泡效果存在很大差异；不同标号的沥青粘度不同，相比之下低粘度的沥青半衰期较长，但膨胀比较小；增加发泡水温虽有利于泡沫沥青产生过程中水滴的气化从而提高发泡效果，但提高比例较小，实际中一般利用常温水经行发泡。东海.AH-70沥青在160℃、发泡用水量3.0％时发泡效果达最佳，其产生泡沫沥青的半衰期为10.1s、膨胀率为12倍；华腾AH-90沥青在150℃、发泡用水量为2％时发泡效果达最佳，其产生泡沫沥青的半衰期为10.6s、膨胀率为11.5倍。　　参照国内外冷再生混合料配合比的设计方法，建立了一套完整易操作的泡沫沥青冷再生混合料配合比的设计方法，采用此设计方法，华腾AH-70泡沫沥青冷再生混合料配合比确定为：75％RAP+23％新集料+2％水泥，最佳泡沫沥青用量为3％。其马歇尔试件的干劈裂强度为0.509MPa，干湿劈裂强度比为80.9％，满足泡沫沥青冷再生混合料设计中干劈裂强度大于0.4 MPa，干湿劈裂强度比大于75％的要求。　　对于同一种泡沫沥青冷再生混合料存在最佳泡沫沥青用量，此配合比的混合料的华腾AH-70沥青和东海AH-70沥青最佳泡沫沥青用量为3％。对于同一种泡沫沥青冷再生混合料存在最佳拌和用水量，此配合比的混合料最佳拌合用水量为最佳含水量的75％～85％；泡沫沥青冷再生应用于实际时，矿料温度不能太低，一般温度低于10℃的矿料不适合用泡沫沥青进行冷再生。对于同一种泡沫沥青冷再生混合料，水泥的掺加量并不是越高越好，此配合比的泡沫沥青冷再生混合料的最佳水泥掺加量为1％～2％。
作者：	李俊晓
专业：	材料学
导师：	马保国
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文