瀝表路面就地冷再生技術(shù)深入研究.pdf

1、針對我國公路主要型式為半剛性基層瀝青路面及其破壞類型,乳化瀝青就地冷再生技術(shù)(coldin-place recycling,CIR)可作為瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修、升級(jí)方式之一,與傳統(tǒng)的瀝青路面大中修方式相比,能夠節(jié)約原材料,提高舊路等級(jí),縮短工期,交通影響小,節(jié)省成本；同時(shí)循環(huán)利用廢料、保護(hù)環(huán)境,并徹底消除原瀝青路面面層的擁包、車轍和松散等病害。
　　 首先,基于表面活性劑技術(shù)分析瀝青乳化機(jī)理、乳化瀝青制備機(jī)理、穩(wěn)定機(jī)理和破乳機(jī)理。針

2、對不同的舊料(reclaimed asphalt pavement,RAP),采用不同的配方制備就地冷再生用乳化瀝青；拌和試驗(yàn)用于評價(jià)乳化瀝青是否滿足就地冷再生使用要求?；诠こ添?xiàng)目的實(shí)施,提出用于就地冷再生的乳化瀝青指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。
　　 其次,選擇某一瀝青路面的舊料,根據(jù)宏觀性能試驗(yàn)確定最佳水泥用量和最佳乳化瀝青用量；根據(jù)最佳材料用量成型水泥、乳化瀝青和乳化瀝青-水泥冷再生混合料,掃描電鏡測試三種再生混合料的微觀結(jié)構(gòu)形貌,并進(jìn)行

3、界面狀態(tài)分析；定性分析表明水泥添加劑中可加速乳化瀝青破乳,提高早期強(qiáng)度,“加筋”作用和提高瀝青與RAP粘附性等作用機(jī)理。老化模擬試驗(yàn)和微觀模型的有限元分析結(jié)果表明RAP中老化瀝青層可減少應(yīng)力或應(yīng)變集中,在集料和新瀝青層之間作為緩沖層或應(yīng)力吸收層,可避免材料勁度突變,提高乳化瀝青冷再生混合料的路用性能。
　　 然后,對再生混合料的動(dòng)態(tài)模量參數(shù)進(jìn)行了全面的分析研究,方差分析結(jié)果表明添加新粗料或水泥均能提高再生混合料在高溫(或低頻)條

4、件下的動(dòng)態(tài)模量。Witczak模型和Hirsch模型進(jìn)行再生混合料動(dòng)態(tài)模量預(yù)估,評價(jià)各自模型適應(yīng)性及發(fā)展校正模型。結(jié)果表明Witczak模型適用于不添加水泥和新料的再生混合料,Hirsch模型和對添加水泥的再生混合料具有較好的預(yù)測結(jié)果。通過規(guī)劃求解函數(shù)、引入瀝青粘度或復(fù)數(shù)剪切模量調(diào)整系數(shù)得到校正模型。動(dòng)態(tài)模量和相位角主曲線分析結(jié)果表明加入水泥可降低再生混合料的粘性性質(zhì),提高其彈性性質(zhì),表現(xiàn)為添加水泥可提高再生混合料的高溫性能,與微觀界面

5、分析結(jié)果一致。相同溫度下抗壓模量對應(yīng)于動(dòng)態(tài)模量主曲線上某一頻率,建立動(dòng)態(tài)模量與抗壓模量的互相關(guān)系。基于間接拉伸試驗(yàn)結(jié)果,擬合得到再生混合料的勁度模量預(yù)估方程和疲勞方程,結(jié)果表明水泥可以提高再生混合料的勁度模量和低應(yīng)力水平下的疲勞壽命,與動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)參數(shù)損耗因子分析結(jié)果相一致。
　　 最后,基于舊路路況調(diào)查結(jié)果,確定適合就地冷再生的舊路狀況評價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)。針對不同交通等級(jí)的舊半剛性基層瀝青路面,通過彎沉指標(biāo)確定用作面層的就地冷再生

6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案?；诰偷乩湓偕范蔚膶?shí)施,提出乳化瀝青就地冷再生混合料設(shè)計(jì)方法、性能評價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí),基于偽逆方法分析了RAP舊集料形態(tài)對再生混合料強(qiáng)度性能的敏感性.工程實(shí)踐表明就地冷再生層在3年使用過程中結(jié)構(gòu)強(qiáng)度逐步增長,再生路面具有較好的抗車轍、抗裂和抗水損等性能。
　　 技術(shù)環(huán)境經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果表明瀝青路面就地冷再生技術(shù)相對于銑刨加鋪方案可以降低初始修建成本、減少有害氣體排放和節(jié)省新石料；同時(shí),壽命周期成本分析(life-c