高性能乳化沥青冷再生混合料开发研究
本文关键词：高性能乳化沥青冷再生混合料开发研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：我国大部分地区公路逐渐进入大中修阶段,乳化沥青冷再生技术有助于提高大中修路面品质,消除路面病害,减少反射裂缝,并具备良好的经济、环保效益。但实际应用工程中,冷再生混合料常出现施工和易性不好,早期强度形成慢,后期服役性能差等诸多难题,本文针对当前我国乳化沥青冷再生技术存在问题,对高性能乳化沥青冷再生混合料的开发进行系统研究,主要工作及结论如下:(1)通过乳化剂的优选和复配、稳定剂的添加、改性材料的使用等技术途径研制出了8种不同乳化沥青,然后对每种乳化沥青的筛上剩余量、破乳速度、储存稳定性、与水泥拌和性能及改性乳化沥青残留物的三大指标进行试验,确定了适用于冷再生的乳化沥青初始配方。(2)对不同乳化沥青配方冷再生混合料的可工作时间、早期性能、力学性能等进行评价,分析了各乳化沥青配方的适用工艺及应用层位。试验表明:使用国产乳化剂E1型、进口乳化剂E4型与复配乳化剂E5型乳化沥青配方的冷再生混合料具备更好的和易性;以乳化剂e4为原料配制的WE与SBR改性乳化沥青的冷再生混合料具备更高的粘结力和早期强度,但可工作时间缩短至2h。(3)对沥青路面回收料进行了沥青含量、含水率、沥青老化程度、级配组成等技术分析,考虑旧料级配的变异性以调整矿料不同掺配比,研究得到了综合抽提前后的合成级配较佳。对比试验表明:冷再生混合料的旋转压实成型试件比马歇尔击实成型试件具备更高的密实度和强度,旋转压实确定的最佳含水率较重型击实的低0.2%;修正后的马歇尔成型方法与养生方式能更好地模拟冷再生混合料现场施工状况。(4)对冷再生混合料路用性能的试验研究表明:改性材料的合理使用能较好地改善冷再生混合料的水稳定性能、高温稳定性能和温度敏感性;但WE改性乳化沥青用量的增加会导致混合料的粘弹性下降,低温脆性变大,SBR的复合改性可有效平衡此劣势。(5)增加乳化沥青用量会提高冷再生混合料初始阶段的粘结能力,但超过4.5%的乳化沥青用量会使混合料强度性能降低;水泥掺量从0%增至3%使冷再生混合料的强度、高温稳定性能、抗压回弹模量都得到不同程度的提高,但低温抗裂性能却先增后减,在2%水泥掺量附近产生拐点;水泥与WE、SBR改性乳化沥青的结合使用大幅提高了冷再生混合料强度与动稳定度。(6)厂拌乳化沥青冷再生工程实践表明:经过系统设计的乳化沥青冷再生混合料具备优质的施工和易性、早期强度与路用服役性能;对施工关键工艺的控制可保证冷再生混合料的工程质量。
【关键词】：冷再生 乳化沥青 混合料设计 路用性能
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 绪论10-16
- 1.1 研究背景与必要性10-11
- 1.1.1 研究背景10
- 1.1.2 研究必要性10-11
- 1.2 国内外研究现状11-14
- 1.2.1 冷再生技术应用概况11-12
- 1.2.2 乳化沥青冷再生混合料研究现状12-14
- 1.3 研究内容与技术路线14-16
- 第二章 高性能冷再生用乳化沥青的开发与评价16-34
- 2.1 乳化沥青冷再生机理分析16-18
- 2.2 冷再生用乳化沥青研制18-27
- 2.2.1 乳化沥青原材料组成18-20
- 2.2.2 乳化沥青的制备工艺流程20-22
- 2.2.3 乳化剂与稳定剂的优选22-26
- 2.2.4 乳化剂的复配实验26-27
- 2.3 改性乳化沥青配伍性实验与性能评价27-32
- 2.3.1 改性剂的选择与配制27-28
- 2.3.2 改性乳化沥青的配伍性研究28-32
- 2.4 冷再生用乳化沥青初始配方32-33
- 2.5 本章小结33-34
- 第三章 高性能乳化沥青冷再生混合料设计方法研究34-58
- 3.1 原材料技术分析34-38
- 3.1.1 RAP集料性能分析34-36
- 3.1.2 添加料的选择与要求36-37
- 3.1.3 矿料级配分析37-38
- 3.2 级配与配合比设计研究38-46
- 3.2.1 级配设计理论方法38-39
- 3.2.2 合成级配与配合比设计39-46
- 3.3 冷再生专用乳化沥青配方设计46-51
- 3.3.1 冷再生混合料专用乳化沥青参数拟定47
- 3.3.2 就地冷再生的适用配方优选47-49
- 3.3.3 厂拌冷再生的适用配方优选49-50
- 3.3.4 不同沥青配方应用层位50-51
- 3.4 冷再生混合料的成型与养生实验51-56
- 3.4.1 成型实验影响因素51-52
- 3.4.2 考虑水泥早强作用52-53
- 3.4.3 养生方式的影响53
- 3.4.4 考虑二次热压密作用53-54
- 3.4.5 成型方式的影响54-56
- 3.5 最佳含水量的确定方法56-57
- 3.6 本章小结57-58
- 第四章 高性能乳化沥青冷再生混合料的路用性能研究58-70
- 4.1 力学性能与水稳定性分析58-62
- 4.1.1 不同乳化沥青配方的影响58-59
- 4.1.2 水泥掺量的影响59-61
- 4.1.3 乳化沥青用量的影响61-62
- 4.2 高温抗车辙性能62-65
- 4.2.1 实验方案与结果63
- 4.2.2 影响因素分析63-65
- 4.3 低温抗裂性能65-67
- 4.3.1 水泥与乳化沥青掺量影响66-67
- 4.3.2 改性材料的影响67
- 4.4 抗压回弹模量67-69
- 4.5 本章小结69-70
- 第五章 G60贵新段厂拌冷再生工程应用研究70-84
- 5.1 旧路破损调查分析70-73
- 5.1.1 旧路病害与结构调查70-71
- 5.1.2 病害特征与原因分析71-73
- 5.2 冷再生结构组合方案73
- 5.3 冷再生混合料设计73-80
- 5.3.1 原材料分析74-75
- 5.3.2 乳化沥青配方选择75-76
- 5.3.3 配合比设计76-79
- 5.3.4 混合料性能验证79-80
- 5.4 试验段施工控制与评测80-83
- 5.4.1 施工要点控制80-82
- 5.4.2 试验段检测与后期评价82-83
- 5.5 本章小结83-84
- 第六章 结论与展望84-86
- 6.1 研究的主要结论84-85
- 6.2 进一步研究的建议85-86
- 致谢86-88
- 参考文献88-90
- 在学期间发表的论文和取得的学术成果90
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本文编号：380392
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