本文關(guān)鍵詞：基于再生瀝青混合料性能特點(diǎn)的再生路面設(shè)計(jì)研究　出處：《東南大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：路面材料循環(huán)利用是公路交通行業(yè)節(jié)能減排的工作重點(diǎn)之一,也是轉(zhuǎn)變公路交通發(fā)展方式的重要內(nèi)容,有利于提升交通發(fā)展的質(zhì)量與效益,減少對資源的占用和消耗。因此,瀝青路面再生技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)工作中受到越來越多的重視。當(dāng)前,出于對熱再生技術(shù)可行性及耐久性的普遍擔(dān)憂,在我國養(yǎng)護(hù)工程實(shí)踐中熱再生技術(shù)遠(yuǎn)沒有冷再生受到歡迎�；诖�,本文通過室內(nèi)試驗(yàn)研究探討了反應(yīng)型橡膠瀝青對老化瀝青混合料綜合性能改善及舊料摻量提升的效果,并結(jié)合數(shù)值模擬方法對再生路面的使用性能加以驗(yàn)證。研究從反應(yīng)型橡膠瀝青膠結(jié)料性能分析出發(fā),為揭示反應(yīng)型橡膠瀝青再生混合料的路用性能特征開展了廣泛的試驗(yàn)研究,以再生瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及長期性能評價(jià)為落腳點(diǎn)�；谠偕鸀r青混合料性能特點(diǎn)對再生路面進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證,以期對我國瀝青路面再生領(lǐng)域的材料研發(fā)及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系的完善提供有益參考。針對反應(yīng)型橡膠瀝青膠結(jié)料性能開展了研究:結(jié)合瀝青膠結(jié)料常規(guī)性能試驗(yàn)以及動態(tài)剪切流變(DSR)、低溫彎曲梁流變(BBR)試驗(yàn),對反應(yīng)型橡膠瀝青的基本物理性質(zhì)、儲存穩(wěn)定性、施工和易性及安全性能進(jìn)行了探討,并與70#基質(zhì)瀝青、SBS改性瀝青和傳統(tǒng)橡膠瀝青進(jìn)行分析比較,從多角度揭示了反應(yīng)型橡膠瀝青膠結(jié)料路用性能特征,為反應(yīng)型橡膠瀝青再生混合料的材料組成設(shè)計(jì)與性能研究提供理論依據(jù)。針對反應(yīng)型橡膠瀝青再生混合料的配合比設(shè)計(jì):論文首先結(jié)合反應(yīng)型橡膠瀝青與路面回收料的材料組成特征,分析探討了兩者對于再生混合料級配類型的適應(yīng)性;研究了高速公路上面層銑刨料的瀝青老化及集料破碎特征,并將其細(xì)分為多檔加以運(yùn)用,分別檢測各檔舊料的油石比與級配,以提高舊料對不同再生混合料種類的適應(yīng)性,同時(shí)降低再生混合料材料組成及路用性能的變異性。通過將舊料細(xì)致篩分并靈活運(yùn)用,面向?yàn)r青路面不同結(jié)構(gòu)層功能需求設(shè)計(jì)了抗車轍層及抗疲勞層再生混合料。改善再生混合料的綜合路用性能是本研究使用反應(yīng)型橡膠瀝青的基本目標(biāo),因此論文針對反應(yīng)型橡膠瀝青再生混合料的路用性能研究開展了廣泛的室內(nèi)試驗(yàn):對于抗車轍層再生料EME-20及抗疲勞層再生料AC-10,研究探討了舊料摻量對于再生混合料動態(tài)模量、高溫穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性的影響規(guī)律;為更好地模擬實(shí)際瀝青路面的三向受力狀態(tài),提出了環(huán)形加載試驗(yàn)方法并對試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了研究,結(jié)合環(huán)形加載試驗(yàn)及半圓彎曲試驗(yàn)深入探討了反應(yīng)型橡膠瀝青再生混合料的抗裂性能,并與普通道路石油瀝青新拌混合料AC-20分析對比;基于多種試驗(yàn)手段評價(jià)了反應(yīng)型橡膠瀝青再生混合料的水穩(wěn)定性,并研討了舊料摻量對水穩(wěn)定性的影響效果及機(jī)理。再生路面的使用性能是再生瀝青混合料設(shè)計(jì)合理性的關(guān)鍵評判標(biāo)準(zhǔn),因此論文針對再生瀝青路面在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)的車轍預(yù)估開展了研究:根據(jù)不同季節(jié)的氣象數(shù)據(jù),分析計(jì)算了半剛性基層瀝青路面的瞬態(tài)溫度場,并研究探討了瞬態(tài)連續(xù)變溫條件下瀝青路面車轍發(fā)展情況;在建立路面溫度—車轍深度計(jì)算關(guān)系的基礎(chǔ)上,根據(jù)車轍等效原則,提出了瀝青路面車轍等效溫度的數(shù)值計(jì)算方法,并借助車轍等效溫度建立了基于連續(xù)變溫的瀝青路面車轍預(yù)估模型;通過局部加載動態(tài)蠕變試驗(yàn)獲取再生混合料的高溫蠕變參數(shù),并預(yù)測了再生瀝青路面在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)的車轍發(fā)展?fàn)顩r。氣象環(huán)境對于瀝青混合料性能影響顯著,為將氣候因素納入路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系當(dāng)中,研究開展了基于連續(xù)變溫的再生路面疲勞壽命預(yù)估:在調(diào)研半剛性基層瀝青路面疲勞破壞行為的基礎(chǔ)上,基于損傷力學(xué)理論建立了半剛性基層瀝青路面疲勞壽命預(yù)估模型,并探討了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)對路面疲勞壽命的影響規(guī)律;同時(shí),分析了氣候環(huán)境季節(jié)性變化對于路面疲勞損傷規(guī)律的影響;根據(jù)疲勞損傷等效原則,提出了瀝青路面疲勞損傷等效溫度的數(shù)值計(jì)算方法,并依托疲勞損傷等效溫度建立了基于連續(xù)變溫的瀝青路面疲勞壽命預(yù)估模型;最終,通過室內(nèi)試驗(yàn)研究獲得了再生瀝青混合料的疲勞損傷特征參數(shù),并預(yù)測了再生瀝青路面的疲勞壽命。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U414
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本文編號：1320510