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沥青路面再生方法的试验研究

陈静云  
【摘要】:我国公路建设已进入建、养并重期,新建与养护项目争经费、争资源的问题已陆续显现出来。可以预见,这一时期公路建设将面临比建设期更加复杂的技术、材料、资源与环境问题。例如大量具有优良路用性能的改性沥青SMA路面正陆续面临养护的需求,但同时产生的大量铣刨旧料的堆放与降级使用将带来巨大的环境压力和资源问题。沥青路面再生技术以其明显的技术优势,并符合资源节约的循环经济理念正在受到关注。 本文在回顾国内外再生技术发展进程和最新研究进展、系统分析并研究改性沥青老化、再生机理的基础上,针对我国目前再生技术领域面临的理论与实践问题,采用理论分析、室内外试验、数值分析相结合的方法,研究适于改性沥青的再生技术。本文从胶体结构和分子结构角度,分析了沥青和改性沥青老化机理,通过短期与长期老化模拟试验验证了沥青老化性能指标的改变。通过红外光谱分析和凝胶色谱分析,从微观层面对沥青、改性沥青老化、再生机理给予了理论解释;从再生剂基本原理出发,研发了用于基质沥青的普通再生剂和用于改性沥青再生的复合型再生剂;分析了不同RAP及其掺配率对再生沥青性能的影响,试验结果反映了再生剂对恢复老化沥青路用性能的有效性。分析了国内外回收试验方法的不足,基于沉降理论和离心分离理论,优化了分离粒径与分离速度的计算方法,研究并改进了沥青的抽提方案;提出矿粉的存在导致沥青的“指标性老化”,并指出溶剂可能引发再生过程中再生对象的“次生老化”。 采用再生剂、新沥青两种再生方法,界定再生目标由基质沥青——改性沥青——改性沥青SMA的递进过程,探讨了递进式再生方案对延长再生沥青生命周期的意义,实践了不同道路条件下的再生决策理念;提出适度“二次改性”的理念,有利于改性沥青再生的工艺延续。尝试了再生效果的SHRP指标评价。 针对SMA抽提的实际问题,改进了抽提工艺并得到完整的老化纤维;分析并证明了纤维老化不但存在,而且有着特定的发生时段。并阐述纤维的“补强”机理与必要性。分析了再生沥青、再生改性沥青、再生改性沥青SMA混合料的低温性能,分析了再生沥青混合料的性能指标和耐久性指标及耐疲劳性能。探讨了改性沥青SMA混合料再生技术的可行性。 在分析再生沥青基本性能指标基础上,提出的再生能力指标可用以评价再生效果;提出以老化沥青针入度指标,给出相应保证率基础上的再生时机建议。这两项指标对评价沥青再生效果、对再生方案的决策具有指导意义。


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