现场冷再生混合料性能与施工技术研究

论文摘要

对沥青路面废旧材料进行再生利用,可以有效提高资源利用率,保护生态环境,符合国家提出的发展循环经济、实现可持续发展的战略方针。沥青路面冷再生工艺是20世纪80年代后期在路面冷铣刨工艺的基础上迅速展起来的一种新技术,目前已成为国际上道路维修改造方法之一,具备节能、环保、经济等优点。因此,对沥青路面再生技术进行研究具有重要的意义。本文参考了国内外最新研究成果,依托广东佛山官西线沥青路面维修改造工程,开展泡沫沥青和乳化沥青现场冷再生技术研究。首先对原材料性能进行分析评价,通过室内混合料配合比设计,确定混合料的级配、总用水量、泡沫(乳化)沥青用量、水泥用量等设计参数。分析了不同水泥含量,不同养生条件和不同龄期等因素对强度的影响。其次,选用得到的最佳配合比,进行泡沫(乳化)沥青冷再生混合料高温性能、水稳定性、低温性能等性能进行检验;对冷再生混合料的疲劳特性进行了较深入的研究,并基于数理统计原理推导出了冷再生结构抗拉结构强度系数。然后,运用荷兰壳牌研究组的BISAR程序进行受力分析,分析了冷再生路面结构参数对应力应变的影响,并对不同路面深度的位移、应力和应变进行了分析。结合实体工程,介绍了现场冷再生施工工艺与质量控制,对工程质量进行了评价分析。最后结合实际工程进行了效益分析。试验研究表明,只要选择适当的配比及新旧料掺和比例,进行合理的施工,泡沫(乳化)沥青冷再生混合料具有较高的力学强度和良好的路用性能,完全能够应用于高等级公路的下面层和基层。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究应用状况
• 1.2.2 国内研究应用状况
• 1.3 研究内容与技术路线
• 第二章 原材料性能分析与冷再生混合料配合比设计
• 2.1 原材料性能分析
• 2.1.1 发泡用基质沥青性能检测
• 2.1.2 乳化沥青性能检测
• 2.1.3 回收沥青路面材料（RAP）性能评价
• 2.1.4 新添加集料性能测定
• 2.1.5 其他材料性能测定
• 2.2 泡沫（乳化）沥青冷再生混合料配合比设计
• 2.2.1 设计方法与步骤
• 2.2.2 级配的确定
• 2.2.3 最佳含水率的确定
• 2.2.4 最佳沥青用量的确定
• 2.2.5 冷再生混合料配合比设计结果汇总
• 2.3 泡沫（乳化）沥青冷再生混合料力学性能研究
• 2.3.1 冷再生混合料劈裂强度试验
• 2.3.2 冷再生混合料无侧限抗压强度试验
• 2.4 本章小结
• 第三章 冷再生混合料路用性能研究
• 3.1 抗压回弹模量
• 3.2 高温稳定性
• 3.3 水稳定性
• 3.4 低温抗裂性能
• 3.5 疲劳特性
• 3.5.1 冷再生混合料疲劳室内试验研究
• 3.5.2 基于数理统计原理的冷再生结构抗拉结构强度系数的推导
• 3.5.3 与热拌沥青混合料疲劳性能的比较
• 3.6 乳化沥青冷再生混合料初期抗松散性评价
• 3.7 本章小结
• 第四章 冷再生路面结构设计与力学分析
• 4.1 官西线旧路评价分析
• 4.1.1 路况评价
• 4.1.2 交通量调查
• 4.1.3 路表弯沉调查与评价
• 4.2 冷再生路面结构组合
• 4.3 冷再生路面结构设计方法
• 4.4 冷再生路面结构设计参数
• 4.5 冷再生路面结构力学分析
• 4.5.1 冷再生路面结构参数对应力应变的影响分析
• 4.5.2 冷再生路面结构力学响应分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 现场冷再生施工工艺与质量控制指标研究
• 5.1 试验路方案
• 5.1.1 试验路概况
• 5.1.2 试验路施工方案
• 5.2 泡沫（乳化）沥青就地冷再生施工工艺研究
• 5.2.1 施工工艺流程
• 5.2.2 施工注意事项
• 5.3 冷再生混合料力学强度控制指标与质量控制标准研究
• 5.3.1 泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度指标
• 5.3.2 泡沫沥青冷再生混合料无侧限抗压强度指标
• 5.3.3 乳化沥青冷再生混合料力学强度指标
• 5.3.4 冷再生混合料力学强度指标的提出
• 5.3.5 冷再生混合料质量控制标准
• 5.4 试验路段再生混合料的施工质量检测分析
• 5.4.1 再生材料级配检验
• 5.4.2 再生材料水泥剂量检验
• 5.4.3 再生材料含水率检验
• 5.4.4 再生材料马歇尔试验
• 5.4.5 再生材料重型击实试验
• 5.4.6 再生材料无侧限抗压强度检验
• 5.4.7 试验路压实度检测
• 5.5 沥青再生层成型后的质量检测与强度评定
• 5.5.1 试验路取芯检测
• 5.5.2 试验路竣工后再生层弯沉测定
• 5.6 泡沫沥青与乳化沥青再生工艺比较
• 5.7 本章小结
• 第六章 泡沫（乳化）沥青现场冷再生效益分析
• 6.1 现场冷再生技术经济效益分析
• 6.1.1 成本效益分析步骤
• 6.1.2 经济效益分析
• 6.1.3 佛山官西线试验路经济效益分析
• 6.2 社会和环境效益分析
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要结论及创新点
• 7.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录Ａ攻读学位期间发表论文及参加的科研项目