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水泥—乳化沥青冷再生路面设计方法和性能研究

作　者: 钟荣华
导　师: 郑南翔
学　校: 长安大学
专　业: 材料学
关键词: 乳化沥青水泥冷再生配合比设计路用性能
分类号: U416.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前,在整个世界还没有被普遍认同的冷再生设计方法,各个国家采用的材料与科研设备不一样,导致实验结果也有所区别,我国与其它发达国家相比,沥青路面的冷再生还处于摸索阶段,无论是材料的性能,再生利用的方式,配合比的设计,施工方法,都有待于我们做进一步的研究。本文分析了常用的再生技术方法,并对试验所用沥青面层旧料进行了技术性质分析,研究了慢裂型乳化沥青的制备方法,通过实验,采用水泥和乳化沥青为再生剂进行了水泥乳化沥青冷再生混合料的配合比设计。实验结果表明：采用二次击实成型试件优于一次成型,且第二次成型的时间选择在30℃恒温烘箱中养生后的24小时较好,水泥乳化沥青冷再生混合料设计过程中采用最佳有效流体含量指标确定外掺水量是比较合理的,采用60℃温度条件下的第二次击实更能模拟现场压实,在满足劈裂强度要求条件下采用无侧限抗压强度最大值确定最佳乳化沥青用量,能减小再生层在铺筑热拌沥青混合料面层时产生的压实型车辙。通过采用不同乳化沥青用量和水泥用量进行了混合料力学与路用性能试验,研究了乳化沥青和水泥对性能的影响,试验结果表明,水泥能提高混合料的高温稳定性能,乳化沥青和水泥对性能的影响是一个此消彼长的过程,最后推荐了乳化沥青和水泥的合适用量。最后本文对再生路面结构设计方法进行了研究,推荐采用补强设计思想进行再生路面结构设计。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-21
  1.1 研究背景  11-14
  1.2 国内外研究现状  14-16
    1.2.1 国外研究现状  14-15
    1.2.2 国内研究现状  15-16
  1.3 科研与应用中存在的问题  16-17
  1.4 本文研究主要目的和意义  17-18
    1.4.1 本文研究主要目的  17-18
    1.4.2 本文研究的主要意义  18
  1.5 研究内容与技术路线  18-21
    1.5.1 研究内容  18-19
    1.5.2 研究路线  19-21
第二章旧路调查与旧路面材料技术性质分析  21-31
  2.1 旧路路基路面状况调查  21-22
    2.1.1　旧路历史记录分析  21
    2.1.2 路基路面调查  21-22
  2.2 旧路面材料技术性质分析  22-31
    2.2.1 旧路面材料取样方法与评价  22-31
第三章慢裂型乳化沥青的制备  31-42
  3.1 乳化沥青及形成机理  31-34
    3.1.1 乳化沥青  31
    3.1.2 乳化剂  31-32
    3.1.3 乳化沥青形成机理  32-34
  3.2 乳化沥青破乳机理  34-36
  3.3 慢裂型乳化沥青的制备  36-40
    3.3.1 乳化剂的选择  36-37
    3.3.2 实验用水  37
    3.3.3 沥青  37
    3.3.4 各种添加剂  37-38
    3.3.5 确定乳化温度  38
    3.3.6 确定PH值  38-39
    3.3.7 确定配方  39
    3.3.8 乳化沥青制作过程  39-40
  3.4 养生  40
  3.5 本章小结  40-42
第四章水泥—乳化沥青冷再生混合料配合比设计  42-68
  4.1 水泥—乳化沥青冷再生机理研究  42-45
    4.1.1 乳化沥青与矿料间作用机理  42-43
    4.1.2 添加水泥的旧混合料强度形成机理  43-44
    4.1.3 水泥—乳化沥青共同作用的强度形成机理  44
    4.1.4 水泥—乳化沥青再生混合料强度影响因素  44-45
  4.2 水泥—乳化沥青冷再生配合比设计方法研究  45-66
    4.2.1 原材料准备  46-47
    4.2.2 水泥—乳化沥青冷再生混合料配合比设计步骤  47
    4.2.3 水泥—乳化沥青冷再生混合料级配确定  47-49
    4.2.4 击实试验确定最佳有效流体含量  49-55
    4.2.5 用最佳有效流体含量确定外掺水量  55-56
    4.2.6 试件成型方法研究  56-59
    4.2.7 修正的马歇尔击实方法  59-62
    4.2.8 修正后的试件成型步骤  62-63
    4.2.9 最佳乳化沥青的确定  63-66
  4.3 本章小结  66-68
第五章水泥-乳化沥青冷再生混合料力学与路用性能研究  68-83
  5.1 力学与路用性能对比试验研究  68-81
    5.1.1 稳定度  68-70
    5.1.2 劈裂强度  70-73
    5.1.3 冻融劈裂实验  73
    5.1.4 抗压回弹模量试验  73-78
    5.1.5 高温稳定性试验  78-79
    5.1.6 低温抗裂性能试验  79-81
  5.2 试验结论  81-83
第六章冷再生沥青路面结构设计方法研究  83-87
  6.1 冷再生沥青路面结构设计基本原则  83-84
  6.2 冷再生半柔性基层路面结构设计指标  84
    6.2.1 采用补强设计思想  84
    6.2.2 冷再生设计指标的选取  84
  6.3 设计步骤  84-86
    6.3.1 路况调查  84-85
    6.3.2 交通分析  85
    6.3.3 计算设计弯沉值  85
    6.3.4 确定当量回弹模量  85-86
    6.3.5 半柔性再生层厚度计算  86
    6.3.6 结构层厚度验算  86
  6.4 本章小结  86-87
第七章结论及建议  87-90
  7.1 本文研究结论  87-88
  7.2 建议  88-90
参考文献  90-92
致谢  92

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