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沥青路面冷再生设计方法及性能评价

2020-11-22阅读(122)

沥青路面冷再生设计方法及性能评价

论文摘要

改革开放以来,近10多年我国高速公路建设发展迅速。截止2005年全国高速公路通车里程接近5万公里。大量高速公路已接近设计使用年限,影响行车的通畅和安全,早期修建的高等级公路陆续进入维修或改建期。沥青路面冷再生技术与传统的沥青路面维修方式相比,具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。首先,本文在借鉴国内外沥青路面再生技术方面的经验和研究成果上,进行旧沥青路面性能的研究,采用不同的调查方法进行路况调查,通过不同的RAP取样方法,获得有代表性的旧料来评价沥青的老化程度和集料状况。介绍乳化沥青的制备机理和稳定机理,确定了用于制备冷再生的慢裂慢凝阳离子乳化沥青的配方,并评价了乳化沥青的质量检验标准。其次,本文介绍了冷再生的相关设计方法,确定采用马歇尔设计方法和Superpave设计方法。对不同水泥含量的冷再生混合料进行配合比设计及路用性能评价,确定了再生混合料的乳化沥青用量和水泥含量,并制定了乳化沥青冷再生混合料的室内试验标准。基于微观力学方法确定厂拌再生混合料中的RAP数量,用于质量控制和质量保证QC/ QA,应用有限元分析沥青老化层在再生混合料中的作用机理。最后,总结出乳化沥青厂拌冷再生的施工工艺及现场质量验收标准。本文研究结论表明,针对我国大量高速公路需要维修或改建的现况,沥青路面冷再生技术是一种非常适用且经济的手段,因此该技术有着广泛的应用前景。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景及国内外研究现状
  • 1.2 研究的主要内容和方法
  • 1.3 研究的工作背景、目的和意义
  • 1.4 沥青路面再生技术分类
  • 第二章 旧沥青路面性能的研究
  • 2.1 路况的调查
  • 2.1.1 历史记录回顾
  • 2.1.2 视觉调查
  • 2.1.3 路面调查
  • 2.1.4 沥青路面再生方法的适用性分析
  • 2.2 RAP的取样方法及评价
  • 2.2.1 旧路取样
  • 2.2.2 运输车的取样
  • 2.2.3 RAP料堆取样
  • 2.3 RAP的性能分析及评价
  • 2.3.1 集料的评估
  • 2.3.2 老化沥青的评估
  • 2.4 本章小节
  • 第三章 用于冷再生的普通乳化沥青的研究开发
  • 3.1 沥青乳化机理
  • 3.2 乳化沥青制备机理
  • 3.2.1 疏水效应
  • 3.2.2 表（界）面能理论
  • 3.3 乳化沥青稳定机理
  • 3.3.1 DLVO理论
  • 3.3.2 界面膜理论
  • 3.3.3 乳化沥青的稳定因素
  • 3.4 普通乳化沥青的研究开发
  • 3.4.1 乳化剂的选择
  • 3.4.2 pH值的确定
  • 3.4.3 普通沥青指标
  • 3.4.4 乳化温度的确定
  • 3.4.5 乳化沥青的配方
  • 3.4.6 沥青乳化试验
  • 3.4.7 乳化沥青的质量检验
  • 3.5 乳化沥青的破乳机理及养生
  • 3.5.1 水环境下石料表面的电性分析
  • 3.5.2 阳离子乳化沥青与集料拌和时的破乳机理
  • 3.5.3 养生
  • 3.6 本章小节
  • 第四章 乳化沥青冷再生混合料配合比设计及性能评价
  • 4.1 乳化沥青再生机理
  • 4.1.1 乳化沥青再生混合料强度形成机理
  • 4.1.2 乳化沥青再生混合料强度的影响因素
  • 4.1.3 水泥-乳化沥青再生混合料的研究及意义
  • 4.2 乳化沥青冷再生设计方法研究
  • 4.2.1 国内外设计方法研究概况
  • 4.2.2 马歇尔设计方法
  • 4.2.3 Superpave体积设计方法
  • 4.2.4 修正Hveem法
  • 4.2.5 Chevron设计方法
  • 4.2.6 AI设计方法
  • 4.3 乳化沥青再生混合料配合比设计研究
  • 4.3.1 原材料质量要求
  • 4.3.2 乳化沥青冷再生配合比设计程序
  • 4.4 乳化沥青冷再生混合料的性能试验研究
  • 4.4.1 马歇尔试验
  • 4.4.2 劈裂试验
  • 4.4.3 冻融劈裂试验
  • 4.4.4 高温稳定性试验
  • 4.4.5 抗压回弹模量试验
  • 4.4.6 低温弯曲试验
  • 4.4.7 松散试验
  • 4.4.8 乳化沥青冷再生混合料室内试验标准
  • 4.5 微观力学方法确定再生混合料RAP的数量
  • 4.5.1 微观力学方法
  • 4.5.2 回收沥青和老化沥青的物理性能
  • 4.5.3 DSR和BBR试验
  • 4.5.4 微观力学方法的预测应用
  • 4.5.5 Hashin’s APG模型的校正
  • 4.6 基于有限元方法分析沥青老化层在再生混合料中的作用机理
  • 4.6.1 逐步抽提回收试验
  • 4.6.2 拌和确定老化沥青的分散性
  • 4.6.3 有限元模型
  • 4.6.4 有限元分析结果
  • 4.7 本章小节
  • 第五章 乳化沥青厂拌冷再生施工工艺及现场质量验收标准
  • 5.1 施工机械要求
  • 5.2 质量仪器检测要求
  • 5.3 施工工艺及技术应用
  • 5.3.1 旧路的铣刨
  • 5.3.2 RAP的破碎、筛分和贮存
  • 5.3.3 土基的准备
  • 5.3.4 拌和
  • 5.3.5 运输
  • 5.3.6 摊铺、通风、碾压
  • 5.3.7 接缝的处理
  • 5.3.8 养生
  • 5.4 乳化沥青冷再生现场质量验收标准
  • 5.5 本章小节
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 研究的主要结论
  • 6.2 尚待进一步研究的问题
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录A 现场冷再生通用规范
  • A.1 范围
  • A.2 材料
  • A.2.1 现场材料
  • A.2.2 加入天然材料
  • A.2.3 稳定剂
  • A.3 再生机械及设备
  • A.3.1 概述
  • A.3.2 深层现场冷再生所需的设备
  • A.3.3 压路机
  • A.3.4 供应沥青类稳定剂的罐车
  • A.4 施工
  • A.4.1 一般性的限制和要求
  • A.4.2 再生之前的准备工作
  • A.4.3 稳定剂的添加
  • A.4.4 现场冷再生
  • A.4.5 路基的不稳定性
  • A.4.6 压实与修饰
  • A.4.7 试验路段
  • A.5 路面的保护和养护
  • A.6 施工误差
  • A.6.1 表面标高
  • A.6.2 再生层的厚度
  • A.6.3 宽度
  • A.6.4 横断面
  • A.6.5 路面的整齐性
  • A.7 例行的检查和测试
  • A.8 工程量与工程造价
  • 附录B 再生施工中的辅助设备
  • B.1 压路机
  • B.1.1 振动式钢轮压路机
  • B.1.2 轮胎式压路机
  • B.2 平地机
  • B.3 撒布机
  • B.4 稀浆拌和机
  • B.5 罐车
  • B.5.1 水罐车
  • B.5.2 沥青罐车
  • B.6 其它
  • B.6.1 导管
  • B.6.2 推杆
  • B.6.3 拉杆

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