熱再生瀝青混合料水穩(wěn)定性及破壞機(jī)理研究.pdf

1、隨著我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展，廢舊瀝青混合料再生技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用到我國(guó)公路建設(shè)過程中，熱再生瀝青混合料以其適用性廣、計(jì)量精確、施工質(zhì)量能夠得到保證等一系列優(yōu)點(diǎn)被大量應(yīng)用。工程經(jīng)驗(yàn)表明，熱再生瀝青混合料高溫性能要優(yōu)于普通瀝青混合料，但其水穩(wěn)性能卻有所降低。因此，本文基于集料-瀝青粘附理論，對(duì)熱再生瀝青混合料的強(qiáng)度、水穩(wěn)性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　本文在確保原材料性能的前提下，采用馬歇爾設(shè)計(jì)方法對(duì)再生瀝青混合料配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，通過凍

2、融劈裂試驗(yàn)研究舊料摻量、集料類型、再生劑、空隙率等因素對(duì)再生瀝青混合料劈裂強(qiáng)度及水穩(wěn)性能的影響。結(jié)果表明:隨著舊料摻量的增加，再生瀝青混合料劈裂強(qiáng)度隨之增大，而TSR隨之減小;舊料摻量相同的條件下，石灰?guī)r再生混合料的劈裂強(qiáng)度與TSR均高于花崗巖;隨著再生劑的加入，混合料劈裂強(qiáng)度略有減小，而TSR有小幅增加;隨著空隙率的增加，混合料的劈裂強(qiáng)度及TSR均有所減小。
　　采用躺滴法測(cè)定不同老化瀝青的表面自由能及分量，并測(cè)定添加再生劑后老

3、化瀝青的表面自由能及各個(gè)分量;采用燈芯柱法測(cè)定石灰?guī)r與花崗巖的表面自由能及分量。基于表面能理論，計(jì)算瀝青的粘聚功及集料-瀝青的粘附功。結(jié)果表明:隨著瀝青老化程度的提高，瀝青的粘聚功及集料-瀝青間的粘附功變大，相同瀝青與石灰?guī)r的粘附功大于花崗巖;再生劑加入后集料-瀝青的粘附功有所降低。
　　采用拉伸試驗(yàn)研究了溫度、瀝青老化程度、集料類型、再生劑、水分等因素對(duì)集料-瀝青界面粘結(jié)性能的影響;此外，通過BET吸附試驗(yàn)與掃描電鏡試驗(yàn)分析了集

4、料表面形態(tài)特征。結(jié)果表明:拉伸試件在低溫(0℃)下發(fā)生粘附性破壞，常溫(20℃)下發(fā)生粘聚性破壞;瀝青老化程度越高，界面粘結(jié)強(qiáng)度越大;相同的瀝青與石灰?guī)r的界面粘結(jié)強(qiáng)度要大于花崗巖;向老化瀝青中加入再生劑后界面粘結(jié)強(qiáng)度降低;在水的作用下，集料-瀝青界面粘結(jié)強(qiáng)度明顯下降;集料比表面積觀測(cè)結(jié)果表明石灰?guī)r的比表面積大于花崗巖，掃描電鏡觀測(cè)結(jié)果表明石灰?guī)r表面比花崗巖表面粗糙。
　　通過集料-瀝青粘附特性與再生瀝青混合料水穩(wěn)定性關(guān)聯(lián)分析可以得

5、出:瀝青表面自由能、粘附功的變化規(guī)律與混合料劈裂強(qiáng)度的變化規(guī)律相同，說明瀝青表面自由能高，集料與瀝青的粘附功就大，對(duì)應(yīng)混合料的劈裂強(qiáng)度就大;分析無(wú)水、有水狀態(tài)下集料-瀝青粘附功之差與無(wú)水狀態(tài)下粘附功的比值λ，λ與TSR走勢(shì)一致，說明λ越大，混合料水穩(wěn)定性越好;分析集料-瀝青界面粘結(jié)強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)混合料劈裂強(qiáng)度之間的關(guān)系，兩者呈正相關(guān)，說明界面粘結(jié)強(qiáng)度的大小變化可以解釋劈裂強(qiáng)度的變化規(guī)律;對(duì)比拉伸試件凍融強(qiáng)度比與混合料TSR之間的關(guān)系，兩者走