RAP热再生混合料的细观力学模型及模量影响因素分析

发布时间：2020-07-30 20:11

【摘要】：近年来,随着国家对于建设环境友好型和资源节约型社会的重视,材料的回收利用成为各行业关注的重点,在沥青混合料中掺入部分RAP的沥青路面热再生技术也成为路面养护维修的热点。目前回收料的利用率较低,而再生剂能使老化沥青的性能得到恢复,故常常在路面回收料中掺入再生剂来提高RAP的掺量,但仍旧缺少再生剂的掺量与养生条件的参照标准。因此建立RAP热再生混合料的细观力学模型,通过细观力学模型预估RAP热再生混合料的模量响应参数,分析再生剂掺量等因素对模量的影响规律,不仅能提高资源的再利用效率、保护环境,对RAP热再生混合料的配合比设计和施工也有重要意义。本文首先以复合材料细观力学中的四相模型为基础,构建了RAP热再生混合料中球形、椭球形、长方形等三种骨料形状的单个骨料夹杂的二维四相模型。考虑RAP热再生混合料中的空隙,在单个骨料夹杂的四相模型的基础上,以球形骨料为例,建立四层内嵌体系下的RAP热再生混合料细观力学结构。并从宏观和微观两个角度入手,利用黏弹性理论中应力与应变的关系、边界连续性条件、应变能消耗等关系得到与各层物质基本性质有关的基础公式,从二层内嵌体系下的细观力学模型入手,以三层内嵌体系为踏板,间接推导四层内嵌体系的RAP热再生混合料细观力学模型,发现再生沥青层模量是RAP热再生混合料模量的主要影响参数。其次,采用布氏黏度计法、动态剪切流变仪法、沥青小梁三点弯曲法对再生沥青的黏度、黏弹参数和弯曲劲度模量变化规律进行探究,通过不同再生沥青实验组的模量变化分析再生剂掺量、养生条件等因素对再生沥青模量的影响;制备“夹芯再生沥青小梁”模拟再生剂的扩散过程,利用夹芯梁理论简析再生剂的扩散特性与再生沥青的老化效率对模量的影响。最后,采用单轴压缩动态模量试验、小梁三点弯曲试验探究RAP热再生混合料模量变化趋势及变化比例,对模量影响参数进行验证。论文阐述了RAP热再生混合料细观力学模型的构建过程,建立了RAP热再生混合料响应参数与细观结构的联系,结合各种试验方法研究了再生剂掺量、养生条件等因素对再生沥青模量的影响规律,分析了再生沥青层对沥青混合料整体模量的影响趋势,为RAP热再生混合料设计提供了依据,同时对再生剂扩散特性的研究有一定的参考作用。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U414
【图文】：

热再生,骨料,混合料,黑石

混合料广义自洽模型。根据骨料形状的骨料夹杂的四相模型，如图 2-1 所料间的相互作用越弱，因此可将一定处的混合料看作均质的有效介质。混合料四层内嵌体系根据 Li G 在论文中将沥青混合料看夹杂组成的整体，认为骨料外部各处的体系下的沥青混合料二维细观力学模合料是在铣刨、开挖后的旧沥青混合料新热拌混合料。论文以在沥青路面回合料为例建立细观力学模型，在拌合“黑石”（沥青路面回收料）外部，老化沥青和再生剂融合胶浆层（再活老化沥青层，因此拌合后的“黑石”层、老化沥青胶浆层、骨料。

细观力学模型,混合料,再生剂,工程硕士学位

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文嵌体系下的 RAP 热再生混合料二维细混合料细观力学模型混合料细观力学模型构建再生混合料细观力学模型，对建立的如图 2-3，为方便标注，将石料缩小、2 1 r是老化沥青胶浆层的厚度，3 2r r4 3r r是再生剂层的厚度，0 4r r是 R1 2 3 40p 、p 、p 、p 、p 分别为极坐标下r 力1 1E ，；2 2E ，；*3 3E ，；E ，4 ；0E ，0 分、再生剂、等效介质的弹性模量和泊浆层中的老化沥青再活化，恢复一定的

图 2-4 层间应变位置示意图离开来，根据应力与应变的关系，可( )( )( )( )2 22 4 0 0 40 0 0 0 2 22 0 0 4 00 411 1r r P P P r PE r r rr r + + ( )( )( )( )2 22 0 4 0 40 0 0 0 2 22 0 0 4 40 411 1r r P P P r PE r r rr r + + ( )( )( )( )2 22 3 4 4 34 4 4 4 2 22 4 4 3 44 311 1r r P P P r PE r r rr r + + ( )( )( )( )2 22 3 4 4 34 4 4 4 2 22 4 4 3 34 311 1r r P P P r PE r r rr r + + 2 2

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