SMA路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)研究.pdf

1、SMA(Stone Mastic Asphalt Mixture)混合料由于其優(yōu)良的綜合路用性能，在路面上面層修筑中受到越來(lái)越廣泛的推廣應(yīng)用。但是使用經(jīng)驗(yàn)不足或車輛荷載與環(huán)境因素的長(zhǎng)期作用都會(huì)造成SMA路面的路用性能下降甚至出現(xiàn)較嚴(yán)重的病害。由于SMA混合料多使用昂貴的改性瀝青及優(yōu)質(zhì)集料，在維修過(guò)程中直接對(duì)其銑刨棄用不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)會(huì)引發(fā)環(huán)境污染，因此研究SMA路面的再生問(wèn)題就顯得尤為重要。目前的再生技術(shù)主要是針對(duì)基質(zhì)瀝青

2、及普通熱拌瀝青混合料，針對(duì)改性瀝青路面的再生技術(shù)研究較少，而針對(duì)SMA路面的再生技術(shù)更是一項(xiàng)空白。鑒于現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)對(duì)路面表層功能性病害具有優(yōu)越的適用性，因此本文重點(diǎn)針對(duì)SMA路面的現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)進(jìn)行研究，以期為SMA路面的成套再生應(yīng)用技術(shù)研究打下良好的基礎(chǔ)。
　　 作為再生研究的根本前提，論文對(duì)SMA混合料的老化特性進(jìn)行了研究：首先，利用室內(nèi)模擬老化試驗(yàn)，在與基質(zhì)瀝青對(duì)比的基礎(chǔ)上，借助宏觀性能試驗(yàn)手段以及微觀組分結(jié)構(gòu)分析方法，

3、探究了不同環(huán)境因素對(duì)SBS改性瀝青的老化作用以及SBS改性瀝青的性能老化規(guī)律與機(jī)理；其次，通過(guò)力學(xué)模型的推導(dǎo)分析了集料的骨架力學(xué)特性，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了集料破碎試驗(yàn)探究了集料破碎的內(nèi)在規(guī)律，并進(jìn)一步通過(guò)室內(nèi)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)和實(shí)際路面回收料試驗(yàn)驗(yàn)證分析了SMA混合料級(jí)配細(xì)化特征；最后，通過(guò)室內(nèi)模擬老化試驗(yàn)和路面實(shí)際使用狀況調(diào)查，分析了木質(zhì)纖維，聚丙酯纖維以及玄武巖短切礦物纖維的不同老化特征。
　　 針對(duì)老化SMA混合料性能恢復(fù)的最大難點(diǎn)

4、——老化瀝青性能的再生恢復(fù)，論文進(jìn)行了再生劑性能評(píng)價(jià)及研發(fā)：首先，結(jié)合目前的再生劑開(kāi)發(fā)與使用現(xiàn)狀，從微觀組分補(bǔ)充和宏觀性能調(diào)合角度分析了再生劑對(duì)老化瀝青的再生機(jī)理，并分析了現(xiàn)有再生劑對(duì)老化瀝青微觀結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)和宏觀性能恢復(fù)的不足；其次，基于擴(kuò)散理論及擴(kuò)散模擬試驗(yàn)分析了再生劑浸潤(rùn)擴(kuò)散能力的影響因素，并通過(guò)再生瀝青膠漿分布狀態(tài)的評(píng)價(jià)以及對(duì)混合料路用性能的影響分析進(jìn)一步揭示了再生劑的作用特性及現(xiàn)有再生劑的不足；最后，分析了“改性再生”理念，總結(jié)再

5、生劑功能需求，提出了“模塊化”再生劑研發(fā)思路，進(jìn)而通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)篩選了不同組分材料并獲取了最佳再生劑配方，并通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)了研發(fā)再生劑對(duì)老化瀝青良好的再生恢復(fù)作用。
　　 工藝條件是室內(nèi)再生配比設(shè)計(jì)以及實(shí)體施工組織設(shè)計(jì)的重要影響因素，因此論文針對(duì)SMA混合料技術(shù)特性進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)熱再生關(guān)鍵工藝條件研究：首先，結(jié)合現(xiàn)有依托設(shè)備和實(shí)體工程，分析了現(xiàn)場(chǎng)熱再生機(jī)組的施工溫度特征，總結(jié)提出了現(xiàn)場(chǎng)熱再生應(yīng)具備的理想工藝條件；其次，通過(guò)加熱溫度場(chǎng)

6、數(shù)值模擬分析，推薦了合理的現(xiàn)場(chǎng)熱再生加熱方式；再次，通過(guò)設(shè)計(jì)的混合料拌和分散試驗(yàn)，再生瀝青膠漿分布試驗(yàn)以及混合料性能影響試驗(yàn)等室內(nèi)模擬試驗(yàn)分析了現(xiàn)場(chǎng)熱再生混合料拌和工藝特征；最后，通過(guò)馬歇爾擊實(shí)，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)以及輪碾成型試驗(yàn)分析了現(xiàn)場(chǎng)熱再生混合料成型工藝特征，并通過(guò)碾壓溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬分析，提出了現(xiàn)場(chǎng)熱再生碾壓溫度場(chǎng)溫度要求。
　　 基于前述的老化特性分析，再生劑研發(fā)以及工藝條件分析，論文進(jìn)行了SMA混合料現(xiàn)場(chǎng)熱再生配合比設(shè)計(jì)方法研

7、究：首先，通過(guò)瀝青膠結(jié)料以及混合料性能試驗(yàn)探索了新型添加劑提高再生瀝青及混合料性能的可行性；其次，通過(guò)設(shè)計(jì)的貫入試驗(yàn)研究分析了集料的內(nèi)摩阻力，結(jié)合集料骨架的級(jí)配衰變特征，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)熱再生工藝特點(diǎn)，提出了控制關(guān)鍵粒徑通過(guò)率恢復(fù)的舊料級(jí)配調(diào)整方法；再次，通過(guò)室內(nèi)混合料性能試驗(yàn)總結(jié)分析了木質(zhì)纖維，聚丙酯纖維以及礦物纖維等三種纖維對(duì)SMA瀝青混合料性能的影響特點(diǎn)，并結(jié)合室內(nèi)模擬拌和試驗(yàn)探究了新纖維的施工工藝條件適用性；最后，基于瀝青，集料以及纖維