厂拌热再生沥青混合料在山区公路的应用研究

发布时间：2020-01-28 03:00

【摘要】：厂拌热再生技术在高速公路的养护工程中应用较广泛,并取得了大量的成功经验。西南山区经济比较落后,高速公路覆盖不足,普通公路承担了较大的运力。山区公路线形较复杂,长大纵坡路段较多,弯道转弯半径大,行车荷载较大。西南山区气候潮湿,多雨季节持续时间长,降雨量较多,夏季高温,冬季严寒。西南山区公路铣刨的RAP取自不同气候环境及行车荷载作用下的路段。旧沥青老化严重,旧料级配破坏严重,旧料的沥青含量、沥青老化程度以及集料级配的离散性均较大,RAP性能波动大,恢复困难,很难保证旧料性能恢复的稳定性、均匀性。针对厂拌热再生技术是否适用于西南山区公路及确定其最佳掺配率的问题值得研究。本文通过对西南山区公路RAP的沥青老化程度、矿料级配以及沥青含量进行分析,提出RAP预处理的必要性,确定再生剂的最佳掺量,分析西南山区旧沥青老化及再生机理,并以灰色关联度分析法为基础合成基准料,确定旧料中各档料的添加比例。进行再生混合料配合比设计时,运用规划求解法及马歇尔试验法,确定再生混合料级配及最佳油石比,在此基础上研究旧料掺配率对再生混合料的高温稳定性,水稳定性及低温抗裂性的影响。并铺筑试验路,对试验段的平整度、压实度、摩擦系数和渗水系数等进行了检测。结合试验路分析和总结了西南山区再生沥青混合料搅拌、摊铺及碾压的施工工艺。本文依托贵州省交通厅2013年《山岭高温潮湿区普通公路沥青路面厂拌热再生技术应用研究》科技项目,针对厂拌热再生技术是否适用于在西南山区普通公路的问题,以山区公路铣刨的RAP为研究对象,采用理论分析与试验研究相结合的方法,研究西南山区再生沥青混合料的高温稳定性,水稳定性及低温抗裂性,分析西南地区旧料性能衰减的原因,确定西南山区再生沥青混合料的最佳掺配率为30%,预期将揭示RAP掺配率对再生沥青混合料路用性能的影响规律,实现性能较差且波动较大的旧料在西南山区普通公路的可持续利用,本文研究成果对阐明西南山区公路旧沥青老化及再生机理,揭示西南山区再生沥青混合料路用性能随旧料掺配率变化规律具有重要意义,为厂拌热再生技术在西南山区公路的推广应用提供技术依据。
【图文】：

沥青抽提的目的是将 RAP 中沥青和集料分开。沥青混合料抽提方法主要有 3种，分别为离心分离抽提法、回流式抽提仪法和脂肪抽提器法。回流抽提法耗费时间长、溶剂消耗量大且准确性差，泄漏入抽提液中的矿粉数量较离心法较多；脂肪抽提器法在国外使用较为普遍，由于我国一直没有合适的滤纸筒，矿粉泄漏严重，且该方法每次取样的混合料数量太少，缺乏代表性，故在我国只有少数单位使用。虽然离心分离法不可避免的混入少量能通过滤纸的矿粉，但其使用冷溶剂完成操作，，可以使由于加热而可能导致的沥青老化影响降至最低，因而优于使用热溶剂的回流抽提方法。目前国内常用的抽提方法主要是离心抽提法。该方法设备简单，操作简便，分离效果较好且应用广泛。本文采用离心分离法抽提沥青。目前回收沥青的溶剂常用的主要有三氯乙烯、甲苯及甲苯与乙醇混合溶液（乙醇 20%）。比较沥青在三种溶剂中的溶解效果发现，沥青在三氯乙烯中溶解最快且溶解较充分，在另两种溶液中溶解较慢且不够充分；此外，三氯乙烯更易挥发，溶剂残留较少而另外两种溶剂挥发较慢且容易残留，这会导致影响试验结果。所以，本文试验采用三氯乙烯作为溶剂。

高速离心机

沥青抽提的目的是将 RAP 中沥青和集料分开。沥青混合料抽提方法主要有 3种，分别为离心分离抽提法、回流式抽提仪法和脂肪抽提器法。回流抽提法耗费时间长、溶剂消耗量大且准确性差，泄漏入抽提液中的矿粉数量较离心法较多；脂肪抽提器法在国外使用较为普遍，由于我国一直没有合适的滤纸筒，矿粉泄漏严重，且该方法每次取样的混合料数量太少，缺乏代表性，故在我国只有少数单位使用。虽然离心分离法不可避免的混入少量能通过滤纸的矿粉，但其使用冷溶剂完成操作，可以使由于加热而可能导致的沥青老化影响降至最低，因而优于使用热溶剂的回流抽提方法。目前国内常用的抽提方法主要是离心抽提法。该方法设备简单，操作简便，分离效果较好且应用广泛。本文采用离心分离法抽提沥青。目前回收沥青的溶剂常用的主要有三氯乙烯、甲苯及甲苯与乙醇混合溶液（乙醇 20%）。比较沥青在三种溶剂中的溶解效果发现，沥青在三氯乙烯中溶解最快且溶解较充分，在另两种溶液中溶解较慢且不够充分；此外，三氯乙烯更易挥发，溶剂残留较少而另外两种溶剂挥发较慢且容易残留，这会导致影响试验结果。所以，本文试验采用三氯乙烯作为溶剂。
【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

【参考文献】