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基于乳化沥青胶浆特性的全再生沥青混合料制备与性能评价

基于乳化沥青胶浆特性的全再生沥青混合料制备与性能评价

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作者：曹安贞山东建筑大学

学位级别：硕士

沥青混合料再生技术一直是行业热点和发展方向,目前多以热再生和冷再生形式存在,前者存在RAP用量低、环境效益不高的问题,后者存在强度形成速度慢,应用层位低等关键技术问题。随着新型技术理念发展和交叉,乳化沥青温拌全再生沥青混合料... 详细信息

沥青混合料再生技术一直是行业热点和发展方向,目前多以热再生和冷再生形式存在,前者存在RAP用量低、环境效益不高的问题,后者存在强度形成速度慢,应用层位低等关键技术问题。随着新型技术理念发展和交叉,乳化沥青温拌全再生沥青混合料技术崭露头角,代表着更为环保、优良的沥青混合料再生技术方向。基于此发展现状,本文结合乳化沥青温拌技术、高模量沥青混合料设计技术特点,选用乳化沥青作为胶结料,在RAP颗粒变化特点的基础上,借鉴HMAC设计理念(高油石比、连续级配、低空隙率等),探究乳化沥青胶浆的性能特性,结合温拌方法为全再生沥青混合料设计制备提供一条新思路与新方法,系统评价了乳化沥青温拌全再生沥青混合料的综合路用效果,并进行了工程实践和验证。研究结论叙述如下。(1)为实现RAP100%掺量的温拌再生,本研究基于RRS方程,从集料的特征粒度、均匀性两个指标上,探究RAP的颗粒变化特征,并通过对工程提供的RAP进行抽提及提炼,进一步研究分析回收沥青路面材料特性,结果表明:服役多年后的沥青存在明显老化问题;矿料细化问题严重,在常规混合料级配设计中存在难点,通过高模量沥青混合料设计理念,可以很好解决沥青老化变硬与细粉料掺量高的问题。(2)为探究基于胶浆设计的全再生可行性分析,通过对各类型乳化沥青胶浆进行常规试验与流变试验,建立起性能随粉胶比变化的特性规律,并与高模量硬质沥青的技术指标建立联系,结果表明:在粉胶比1.2以上的乳化沥青胶浆可实现胶结料硬质化。(3)通过设计模拟乳化沥青在短期老化过程中的性能变化规律,探究乳化沥青性能恢复特性,试验结果表明:DSR40℃温度扫描中G*、n、∣n∣与试验温度及试验时长有良好的相关性,可以建立起乳化沥青性能恢复与温度、时间的关系,在室内研究与工程实践上可通过提高乳化沥青的应用温度以满足胶结料的粘结特性快速恢复,在温拌条件下实现全再生,保证早期路用强度。(4)在满足低空隙率、高油石比与连续级配的要求下,采用确定的单一粉胶比,制备全再生沥青混合料。借鉴现行相关规范评价方法和体系,探究评价多种不同类型的100%RAP掺量的温拌全再生沥青混合料的再生效果,验证结果表明:再生混合料的高低温性能、疲劳及水稳性能均满足路用要求,验证了以乳化沥青胶浆特性指导全再生设计理念的可行。(5)为进一步验证基于乳化沥青胶浆特性指导全再生的设计理念。进行铺筑九曲花海旅游公路、岩马湖X008试验路,通过现场取料再制件与路面取芯等进行室内试验验证,结果表明:试验路路用性能技术指标均具有良好的路用性能,基于乳化沥青胶浆特性的全再生设计方法是可行的。

关键词：全再生沥青混合料回收沥青路面材料乳化沥青胶浆流变特性路用性能

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