【博士】冷再生沥青混合料用于重交路面改建时若干关键问题研究【2008】

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内容简介

　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：同济大学交通运输工程学院　　学位年度： 2008年　　半刚性基层沥青路面改建会产生大量的旧沥青路面材料，从保护环境和节约资源方面考虑，这部分旧沥青路面材料应该全部再生利用，根据对再生技术的分析，乳化沥青冷再生比较适合这种工程情况。由于约50％路段的半刚性基层没有损坏，旧沥青路面材料再生后可作为上基层使用。虽然国内外许多地区都在试验、研究分析旧沥青路面材料的再生利用，但在工程实际应用中仍存在若干关键技术问题需要深入研究。为此依托高速公路改建工程，本文着重对原半刚性基层的可用性判断、冷再生上基层的结构模量组合和乳化沥青冷再生混合料的材料组成进行了系统研究。　　论文结合半刚性基层沥青路面高速公路改建工程调研，评价分析了面层以下结构层损坏状况和承载力。经过多年使用，半刚性基层会出现裂缝损坏，其模量随裂缝间距的降低而减小，间距大于等于3 m的裂缝对半刚性基层的模量基本没有影响，间距小于等于2 m的裂缝会使半刚性基层的模量发生衰减。　　根据冷再生路面结构的有限元分析，综合考虑冷再生上基层模量对路基顶面最大压应变、冷再生上基层最大拉应变和面层最大剪应力的影响，冷再生上基层模量的理想范围是3000-4000 MPa。结合冷再生沥青混合料的室内试验结果，只要冷再生上基层的模量大于2200 MPa就可以满足结构和材料的性能要求。　　鉴于冷再生上基层存在两次压实过程：冷再生沥青混合料摊铺完成后，压路机的碾压即是第一次压实过程：热拌沥青混合料下面层的碾压，会对冷再生上基层产生第二次压实过程。这对冷再生上基层的空隙率、压实度、厚度等指标都非常重要，需采用两次马歇尔击实的方法来模拟。常温下，马歇尔击实105次，试件的密度接近于冷再生上基层第一次压实过程后的现场密度；60℃下，试件养生48 h后，马歇尔击实50次等效于冷再生上基层的第二次压实过程。　　根据冷再生上基层的施工独特性和旧沥青路面材料的再生性状，本文试验研究了这类混合料的材料组成，论述了力学性能的技术要求，对比试验了相关性状，确定了材料组成设计方法和参数要求。　　试验路的验证表明，按照本文确定的冷再生沥青混合料配比及路面结构，对已损坏的高速公路沥青路面进行改建，可以在环保、节约资源的前提下，提高或保持原路面的通行服务水甲。　　

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