泡沫沥青再生混合料强度形成结构的微观研究及性能分析

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1、硕士学位论文泡沫沥青再生混合料强度形成结构的微观研究及性能分析MICROSCOPICSTUDYANDPERFORMANCEANALYSISOFSTRENGTHFORMATIONSTRUCTUREOFFOAMEDBITUMINOUSRECYCLEDMIXTURE姚柒忠哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：U416.217学校代码：10213国际图书分类号：625密级：公开工程硕士学位论文泡沫沥青再生混合料强度形成结构的微观研究及性能分析硕士研究生：姚柒忠导师：马松林教授申请学位：工程硕士学科

2、：交通运输工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2018年6月25日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U416.217U.D.C:625DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringMICROSCOPICSTUDYANDPERFORMANCEANALYSISOFSTRENGTHFORMATIONSTRUCTUREOFFOAMEDBITUMINOUSRECYCLEDMIXTURECandidate：YaoQizhongSuper

3、visor：Prof.MaSonglinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：TransportationEngineeringAffiliation：SchoolofTransportationscienceandEngineeringDateofDefence：25th,June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕

4、士学位论文摘要泡沫沥青冷再生技术具有施工简单、成本低廉、节能环保等优点，在黑龙江省内应用空间广阔。但目前省内尚无相关工程应用，同时相关研究多集中于宏观性能研究，对泡沫沥青再生混合料的强度形成结构的微观研究较少，需进一步研究。该技术受当地环境和材料的影响较大，在本地区应用前应进行系统的试验研究。鉴于此，本文针对本地区材料和环境特点，开展了相关室内试验，探究了沥青用量、拌和用水量和水泥掺量对再生混合料宏观性能和微观结构的影响规律，得到了其影响机理，主要研究内容和成果如下：首先，对省内常用沥青进行了室

5、内发泡试验研究，结合发泡机理分析了沥青种类、发泡温度和发泡用水量与发泡效果的相关性和影响显著性，得到了沥青的最佳发泡条件。其次，根据旧料的级配特征，设计了不同的配合比，通过击实试验得到了最佳用水量，利用劈裂强度为控制指标，得到了最佳的沥青用量。采用冻融劈裂试验对混合料性能检验结果表明：合理的沥青用量可保证较好的水稳定性，设计级配路用性能满足要求。再次，通过室内试验探究了沥青用量、拌和用水量和水泥掺量对其强度和刚度特性影响规律；研究了混合料经冻融循环作用后的性能变化规律。合理选取沥青用量和拌和用水

6、量可得到力学性能优异的再生混合料，增大水泥掺量可提高混合料的强度和水稳定性。随着冻融循环作用次数增大，其强度衰减，空隙率增加。最后，对泡沫沥青再生混合料微观结构做了定性描述，采用图像处理技术获取了劈裂破坏试件的断面信息，建立了定量评价泡沫沥青分散性状和分布均匀程度的指标，并分析了沥青用量、拌和用水量、水泥掺量和水分入侵等对其的影响规律，结合宏观力学性能变化规律，得到了各因素对性能的影响机理为：沥青用量和拌和用水量会影响到沥青分散性状和分布均匀程度；水泥掺量的增加对沥青分散性状影响较小，而有助于提

7、高自由填料部分强度；水分入侵后，自由填料部分强度下降迅速，进而导致力学性能迅速下降。关键词：泡沫沥青冷再生；发泡特性；力学性能；微观结构；泡沫沥青分散性状；影响机理-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThefoamedasphaltcoldregenerationtechnologyhastheadvantagesofsimpleconstruction,lowcost,energysavingandenvironmentalprotection.Thusitshouldhave

8、awideapplicationspaceinHeilongjiangProvince.However,thereisnorelevantengineeringapplicationwiththistechnologyinthisregion.Moreover,themajorityofrelevantstudiesfocusonthemacroscopicperformanceoffoamedasphalt.Thereareafewmicroscopicstudieswhichinvestig