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振动压实成型的冷再生混合料试验方法和级配优化研究

作　者: 陈晓刚
导　师: 陈仕周
学　校: 重庆交通大学
专　业: 材料学
关键词: 沥青路面冷再生振动压实成型试验方法级配优化强度形成机理
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近五年期间,我国公路建设发展又迈上一个崭新的台阶。2010年底,全国沥青混凝土路面公路的里程为54.25万公里,高速公路里程达到7.41万公里。我国早期修建的沥青路面逐渐进入大中修期,随之会产生大量废旧沥青混合料。相比热再生技术,沥青路面冷再生技术具有常温施工、能源消耗低、施工方便、工程造价低等显著优点。因此,冷再生技术是沥青路面再生领域里一个相当重要的研究方向。目前,冷再生混合料的成型方式主要为马歇尔击实成型和搓揉压实成型。振动压实成型冷再生混合料方面的研究却很少。本文详细地阐述了水泥稳定冷再生混合料、乳化沥青冷再生混合料和乳化沥青-水泥冷再生混合料的强度形成机理,主要地研究了振动压实成型的冷再生混合料的试验方法和优化级配范围。本文的主要研究成果如下：①相关理论分析和大量室内试验研究的结果表明：振动压实法可以确定水泥稳定冷再生混合料与乳化沥青-水泥冷再生混合料的最佳含水量、最大干密度;振动压实法也可以作为此二种冷再生混合料抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量等性能试验所用试件的成型方法。②乳化沥青-水泥冷再生混合料试件养生方法为《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)中无机结合料稳定材料的养生试验方法(T0845-2009)。这与以往的养生方法有很大差异。③通过相关试验研究,确定在室内进行乳化沥青-水泥冷再生混合料的相关试验时,原材料的加料顺序为：石料与水泥预先拌和均匀后,再与外加水和乳化沥青的混合液(此混合液不必搅拌)一起拌和。这种加料顺序相对简单,拌和时间较短。如果在实际施工过程中采用这种加料顺序(拌和时间根据实际情况确定),施工单位可以简化拌和工艺流程,提高生产效率。④根据以往研究成果、矿料级配理论的计算和相关试验研究,初步地提出了振动压实成型的水泥稳定冷再生混合料和乳化沥青-水泥冷再生混合料的优化级配范围。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-23
  1.1 问题的提出  9-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 国外研究现状  12-16
    1.2.2 国内研究现状  16-17
  1.3 振动压实成型机的基本知识  17-20
    1.3.1 振动压实成型机的结构组成  17-18
    1.3.2 振动压实成型机的工作原理  18-19
    1.3.3 振动压实成型机的工作参数范围  19-20
  1.4 振动压实成型方法和重型击实方法的对比分析  20-21
  1.5 主要研究内容  21-23
第二章试验用材料分析与评价  23-34
  2.1 回收沥青面层材料  23-26
    2.1.1 旧沥青的回收  23-24
    2.1.2 旧沥青含量的测定  24
    2.1.3 老化沥青的性质变化  24-25
    2.1.4 RAP的级配  25-26
  2.2 新集料  26-27
  2.3 乳化沥青  27-32
    2.3.1 乳化沥青的分类  27
    2.3.2 乳化沥青的破乳过程  27-29
    2.3.3 普通乳化沥青的组成和制备  29-31
    2.3.4 乳化沥青性能指标  31-32
  2.4 其它材料  32
  2.5 本章小结  32-34
第三章冷再生混合料的强度形成机理分析  34-44
  3.1 水泥稳定冷再生混合料的强度形成机理  34-36
    3.1.1 水泥稳定碎石强度形成机理  34-35
    3.1.2 水泥稳定冷再生混合料强度形成机理  35-36
  3.2 乳化沥青冷再生混合料的反应机理  36-40
    3.2.1 乳化沥青的形成和稳定机理  36-38
    3.2.2 阳离子乳化沥青的破乳机理  38-39
    3.2.3 乳化沥青冷再生混合料的反应机理  39-40
  3.3 乳化沥青-水泥冷再生混合料的强度形成机理  40-42
    3.3.1 冷再生混合料中水泥的作用  40-41
    3.3.2 乳化沥青-水泥冷再生混合料的强度形成机理  41-42
  3.4 本章小结  42-44
第四章乳化沥青-水泥冷再生混合料的试验方法研究  44-62
  4.1 加料顺序与拌和过程  44-45
  4.2 室内振动压实机工作参数的确定  45-46
  4.3 外加润湿水对混合料干密度的影响  46-56
    4.3.1 重型击实法研究外加润湿水对混合料干密度的影响  47-52
    4.3.2 振动压实法研究外加润湿水对混合料干密度的影响  52-56
  4.4 外加润湿水对乳化沥青破乳速度的影响  56-57
  4.5 含有水泥的冷再生混合料试件养生方法  57-58
  4.6 振动压实法研究外加润湿水对混合料强度的影响  58-60
  4.7 本章小结  60-62
第五章振动压实成型的冷再生混合料级配优化研究  62-89
  5.1 矿料级配设计理论和计算方法  62-67
    5.1.1 矿料级配设计理论  62-63
    5.1.2 矿料级配计算方法  63-67
  5.2 矿料级配的理论计算  67-69
  5.3 水泥稳定冷再生混合料的级配优化研究  69-79
    5.3.1 确定试验级配  69-71
    5.3.2 理论级配的试验研究  71-77
    5.3.3 初步确定优化级配范围  77-79
  5.4 乳化沥青-水泥冷再生混合料的级配优化研究  79-88
    5.4.1 确定试验级配  79-81
    5.4.2 理论级配的试验研究  81-86
    5.4.3 初步确定优化级配范围  86-88
  5.5 本章小结  88-89
第六章结论及进一步研究的建议  89-92
  6.1 主要结论  89-90
  6.2 论文创新点  90-91
  6.3 进一步研究的建议  91-92
致谢  92-93
参考文献  93-95
在学期间发表的论著及参与的科研实践活动  95

振动压实成型的冷再生混合料试验方法和级配优化研究

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