掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料设计方法与使用性能

论文摘要

我国经济的繁荣,促进了交通事业的发展。至2007年底我国公路通车总里程已经达到357万公里,其中高速公路5.3万公里。我国现有公路中,20世纪90年代修建的已经陆续进入大、中修阶段。对于在沥青路面养护、维修和改造过程中所产生的大量废弃材料,通过冷再生这一节能环保的再生方式加以利用,在公路建设中具有重要的现实和长远意义。在乳化沥青冷再生混合料中加入一定量的水泥,可提高混合料的早期强度,弥补常规冷再生的缺点。但是,目前国内外在乳化沥青冷再生混合料设计中水泥仅作为一种填料经验性地加入,专门针对水泥和乳化沥青各自特点的乳化沥青冷再生混合料的研究很少。本文通过大量实验室试验,系统地讨论了掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料设计方法及其使用性能,并与普通热拌沥青混合料使用性能技术标准进行了对比。试验结果显示,掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料试件在60oC烘箱（鼓风设备关闭）中养生3天后已经完全干燥,代表了冷再生沥青混合料现场理想使用条件;最佳含水量可根据干密度最大原则确定;最佳油石比随水泥用量的增加而减少。20oC与15oC抗压回弹模量和15°C与25oC劈裂抗拉强度ITS均随水泥用量增加变化不大;60°C混合料动稳定度从0%水泥用量下的44次/mm迅速增加到6%水泥用量下的8,000次/mm,40°C动稳定度具有相对比较意义,其值从4,500次/mm增加到21,000次/mm;2%的水泥用量可使0天、7天、终期末3个龄期冻融劈裂强度比TSR提高幅度在20%以上,但是,随着水泥用量的再增加,混合料各龄期的TSR逐步趋同,并未进一步提高。然而,掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料-10oC破坏应变随水泥用量的增加而减小,在1,700με4,000με之间变化;当水泥用量超过2%,破坏应变低于现行规范对热拌改性沥青混合料在年极端最低气温<-37°C冬严寒区不小于3,000με的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出与研究意义
• 1.2 国内外研究现状及文献综述
• 1.2.1 国内应用现状及相关研究
• 1.2.2 国外应用现状及相关研究
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 常规及掺加水泥的冷再生混合料设计方法综述
• 2.1 常规及掺加水泥的冷再生混合料设计流程
• 2.2 材料评价
• 2.2.1 现场取样
• 2.2.2 再生沥青路面材料组成与老化沥青
• 2.2.3 新集料
• 2.3 常规及掺加水泥的冷再生混合料设计一般考虑
• 2.3.1 常规冷再生混合料设计一般考虑
• 2.3.2 掺加水泥的冷再生混合料设计对于水泥的考虑
• 2.4 常规冷再生混合料设计方法
• 2.4.1 ARRA 设计方法
• 2.4.2 加利福尼亚州设计方法
• 2.4.3 Chevron 设计方法
• 2.4.4 宾夕法尼亚州设计方法
• 2.4.5 AI 设计方法
• 2.5 本章小结
• 第3章 试验用原材料性质与评价
• 3.1 旧沥青路面材料
• 3.2 老化沥青
• 3.3 乳化沥青
• 3.4 水泥
• 3.5 本章小结
• 第4章 掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料配合比设计
• 4.1 试验方法
• 4.2 混合料种类与集料级配
• 4.3 试件制作与养生
• 4.3.1 加料顺序及拌和
• 4.3.2 试件击实
• 4.3.3 试件养生
• 4.4 最佳含水量
• 4.5 混合料不同龄期强度
• 4.6 最佳油石比
• 4.7 两种乳化沥青混合料的比较
• 4.8 本章小结
• 第5章 掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料设计指标和使用性能
• 5.1 抗压回弹模量和抗压强度
• 5.2 劈裂抗拉强度
• 5.3 高温抗车辙性能
• 5.4 抗水损坏性能
• 5.5 低温抗裂性能
• 5.6 本章小结
• 结语
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）
• 附录B （试验数据）