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现场冷再生混合料性能与施工技术研究

作　者: 侯昭光
导　师: 应荣华
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 冷再生配合比设计性能研究受力分析施工工艺质量控制效益分析
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 问题的提出  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 国外研究应用状况  11-13
    1.2.2 国内研究应用状况  13-15
  1.3 研究内容与技术路线  15-16
第二章原材料性能分析与冷再生混合料配合比设计  16-29
  2.1 原材料性能分析  16-18
    2.1.1 发泡用基质沥青性能检测  16
    2.1.2 乳化沥青性能检测  16
    2.1.3 回收沥青路面材料（RAP）性能评价  16-17
    2.1.4 新添加集料性能测定  17
    2.1.5 其他材料性能测定  17-18
  2.2 泡沫（乳化）沥青冷再生混合料配合比设计  18-22
    2.2.1 设计方法与步骤  18-19
    2.2.2 级配的确定  19-20
    2.2.3 最佳含水率的确定  20-21
    2.2.4 最佳沥青用量的确定  21-22
    2.2.5 冷再生混合料配合比设计结果汇总  22
  2.3 泡沫（乳化）沥青冷再生混合料力学性能研究  22-28
    2.3.1 冷再生混合料劈裂强度试验  22-25
    2.3.2 冷再生混合料无侧限抗压强度试验  25-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章冷再生混合料路用性能研究  29-40
  3.1 抗压回弹模量  29-30
  3.2 高温稳定性  30-31
  3.3 水稳定性  31-33
  3.4 低温抗裂性能  33-34
  3.5 疲劳特性  34-38
    3.5.1 冷再生混合料疲劳室内试验研究  34-35
    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  35-37
    3.5.3 与热拌沥青混合料疲劳性能的比较  37-38
  3.6 乳化沥青冷再生混合料初期抗松散性评价  38-39
  3.7 本章小结  39-40
第四章冷再生路面结构设计与力学分析  40-66
  4.1 官西线旧路评价分析  40-44
    4.1.1 路况评价  40
    4.1.2 交通量调查  40-41
    4.1.3 路表弯沉调查与评价  41-44
  4.2 冷再生路面结构组合  44-45
  4.3 冷再生路面结构设计方法  45
  4.4 冷再生路面结构设计参数  45-47
  4.5 冷再生路面结构力学分析  47-64
    4.5.1 冷再生路面结构参数对应力应变的影响分析  47-51
    4.5.2 冷再生路面结构力学响应分析  51-64
  4.6 本章小结  64-66
第五章现场冷再生施工工艺与质量控制指标研究  66-85
  5.1 试验路方案  66
    5.1.1 试验路概况  66
    5.1.2 试验路施工方案  66
  5.2 泡沫（乳化）沥青就地冷再生施工工艺研究  66-71
    5.2.1 施工工艺流程  66-70
    5.2.2 施工注意事项  70-71
  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  71-74
    5.3.1 泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度指标  71-72
    5.3.2 泡沫沥青冷再生混合料无侧限抗压强度指标  72-73
    5.3.3 乳化沥青冷再生混合料力学强度指标  73
    5.3.4 冷再生混合料力学强度指标的提出  73-74
    5.3.5 冷再生混合料质量控制标准  74
  5.4 试验路段再生混合料的施工质量检测分析  74-79
    5.4.1 再生材料级配检验  74-75
    5.4.2 再生材料水泥剂量检验  75
    5.4.3 再生材料含水率检验  75-76
    5.4.4 再生材料马歇尔试验  76
    5.4.5 再生材料重型击实试验  76-77
    5.4.6 再生材料无侧限抗压强度检验  77-78
    5.4.7 试验路压实度检测  78-79
  5.5 沥青再生层成型后的质量检测与强度评定  79-83
    5.5.1 试验路取芯检测  79-80
    5.5.2 试验路竣工后再生层弯沉测定  80-83
  5.6 泡沫沥青与乳化沥青再生工艺比较  83-84
  5.7 本章小结  84-85
第六章泡沫（乳化）沥青现场冷再生效益分析  85-88
  6.1 现场冷再生技术经济效益分析  85-87
    6.1.1 成本效益分析步骤  85
    6.1.2 经济效益分析  85-86
    6.1.3 佛山官西线试验路经济效益分析  86-87
  6.2 社会和环境效益分析  87-88
第七章结论与展望  88-90
  7.1 主要结论及创新点  88-89
  7.2 进一步研究的建议  89-90
参考文献  90-94
致谢  94-95
附录Ａ攻读学位期间发表论文及参加的科研项目  95

现场冷再生混合料性能与施工技术研究

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