论文部分内容阅读
沥青路面温拌再生技术由温拌技术和热再生技术发展而来,该技术能够充分发挥两种技术的优点,可以显著降低施工温度,提高废旧沥青混合料(RAP)掺量,具备良好的经济效益和环境效益。然而,有研究表明,高掺量RAP和温拌剂的加入不利于温拌再生沥青混合料的抗低温开裂性能、抗疲劳性能和水稳定性等方面的性能,因此如何提升沥青混合料的路用性能成为温拌再生技术研究的重点。目前,对温拌再生技术的研究大多从沥青和沥青混合料性能方面展开,而对温拌再生沥青胶浆的研究相对较少。沥青胶浆作为沥青混合料的重要组成部分,直接影响着沥青混合料的路用性能,这为大比例温拌再生沥青混合料的设计优化提供了新的研究思路。鉴于此,本文对大比例温拌再生沥青胶浆性能展开系统研究,主要开展了以下工作:(1)制备了合成蜡类(R型)和表面活性剂类(M型)两种不同改性机理的温拌再生沥青胶浆,粉胶比范围为0~1.5,人工老化沥青含量为再生沥青质量的50%。通过Superpave性能分级试验,对大比例温拌再生沥青胶浆的高温性能、抗疲劳性能和低温性能进行了研究,评价了老化沥青和温拌剂的共同作用对沥青胶浆各项性能的影响,量化粉胶比与Superpave性能分级试验指标之间的联系。(2)基于Superpave性能分级试验结果,通过一系列流变试验评价了大比例温拌再生沥青胶浆的温度敏感性、高温蠕变恢复特性、黏弹特性和疲劳特性。研究结果表明:老化沥青、温拌剂和矿粉的掺入使得沥青胶浆表现出不同的温度敏感性,对于沥青胶浆高温蠕变恢复特性的影响作用与Superpave高温性能分级试验结果相似。老化沥青和矿粉可以提高沥青胶浆的动态剪切模量并降低其相位角,M型温拌剂对黏弹特性的影响作用比较有限,R型温拌剂中的聚乙烯和石蜡成分使得沥青胶浆表现出复杂的黏弹特性。在应力控制和应变控制两种加载模式下再生后的老化沥青和M型温拌剂均可以提升沥青胶浆的疲劳性能,R型温拌剂和矿粉在不同加载模式下对于沥青胶浆疲劳性能的影响表现出相反的作用。(3)界面行为与微观特性对于温拌再生沥青胶浆的宏观性能产生重要影响。通过界面参数Luis Ibrarra-A评价了沥青胶浆线黏弹性范围的界面特性,并进一步分析了损伤状态下的界面行为。通过傅里叶红外光谱(FTIR)试验和差式扫描量热(DSC)试验对温拌再生沥青胶浆的化学官能团和热性能进行测定,探讨了老化沥青和温拌剂的作用机理。(4)基于动态剪切模量主曲线、Superpave性能分级试验结果和流变特性指标,确定了达到相似性能水平时掺有50%老化沥青的温拌再生沥青胶浆与90#沥青胶浆的粉胶比差值范围。M型温拌再生沥青胶浆的粉胶比可降低0.2~0.3,R型温拌再生沥青胶浆的粉胶比可与90#沥青胶浆保持一致,为大比例温拌再生沥青混合料的设计优化提供了理论依据。