随着我国公路大规模建设的完成，我国道路交通发展正由“以建设为主”转变为“建养并举”的发展模式，其中沥青面层在结构性能修复过程中产生的铣刨料再生利用成为新时代绿色交通的重要命题。
本书围绕沥青路面乳化沥青冷再生关键技术问题，从原材料、混合料性能到路用性能、结构设计方法全方位梳理和探讨，并结合工程实践对相关问题进行阐述，对冷再生技术提升具有重要的工程应用价值。本书主要内容包括乳化沥青作用原理与制备、回收沥青路面旧料性能、乳化沥青冷再生混合料的微观结构特征、配合比设计、路用性能及其离散元仿真分析、加铺结构设计方法、施工工艺以及乳化沥青冷再生的工程实践。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 背景 1
1.2 冷再生技术的应用与发展 1
1.3 冷再生关键技术理论研究现状与发展趋势 4
第2章 乳化沥青作用原理与制备 6
2.1 概述 6
2.2 乳化沥青简介与分类 7
2.3 乳化沥青作用原理 8
2.3.1 乳化沥青的成乳机理 8
2.3.2 乳化沥青的稳定原理 10
2.3.3 乳化沥青的破乳机理 13
2.4 乳化沥青的制备 14
2.4.1 乳化沥青的必要要素 14
2.4.2 乳化沥青的制备方法 17
2.4.3 乳化沥青质量检验 18
2.5 乳化沥青破乳速度表征与分析 20
2.5.1 紫外光谱法 20
2.5.2 离心电导率法 23
2.5.3 集料对破乳速度的影响分析 25
2.6 本章小结 32
第3章 回收沥青路面旧料性能 33
3.1 概述 33
3.2 回收旧料的结团特性研究 34
3.2.1 原材料 34
3.2.2 沥青抽提试验 35
3.2.3 回收旧料结团度分析 37
3.2.4 基于AIMS扫描试验的旧料结团特性分析 44
3.2.5 回收旧料分级分类 48
3.2.6 回收旧料结团特性评价方法 50
3.3 回收旧料的残余强度研究 51
3.3.1 原材料 51
3.3.2 回收旧料残余黏聚力三轴试验 54
3.3.3 旧料颗粒团强度的测试 57
3.4 本章小结 61
第4章 乳化沥青冷再生混合料微观结构特征 63
4.1 概述 63
4.2 国内外研究现状 64
4.2.1 冷再生混合料微观研究 64
4.2.2 界面过渡区研究 65
4.2.3 冷再生混合料强度研究 67
4.3 微观形貌特征 69
4.3.1 试验方案 69
4.3.2 胶浆微观形貌特征 70
4.3.3 界面微观形貌特征 76
4.3.4 分层材料微观形貌特征 83
4.4 界面组成特征 89
4.4.1 基于数字图像处理技术的界面特征分析 89
4.4.2 冷再生混合料界面组成特征 93
4.4.3 各相分布特征参数分析 97
4.5 强度性能试验 107
4.5.1 配合比设计及试验方案 107
4.5.2 不同拌和顺序的混合料形貌特征 113
4.5.3 不同拌和顺序的混合料组成差异 116
4.5.4 性能试验 120
4.5.5 冷再生混合料强度影响因素分析 126
4.6 冷再生混合料的强度形成机理 132
4.6.1 乳化沥青-水泥砂浆的拉伸强度 132
4.6.2 冷再生混合料的破坏断面分析 133
4.6.3 不同龄期胶浆微观形貌 135
4.6.4 冷再生混合料的界面形成机制 138
4.7 本章小结 141
第5章 乳化沥青冷再生混合料配合比设计 144
5.1 概述 144
5.2 乳化沥青冷再生混合料配合比设计流程 145
5.2.1 确定工程设计级配范围 145
5.2.2 原材料选择与准备 145
5.2.3 矿料的级配设计 146
5.2.4 确定最佳含水量 146
5.2.5 确定最佳乳化沥青用量 146
5.3 级配设计 147
5.4 最佳含水量 148
5.5 最佳乳化沥青用量 150
5.5.1 冷再生乳化沥青的性能要求 150
5.5.2 最佳乳化沥青用量的确定 150
5.5.3 乳化沥青种类对冷再生混合料性能的影响 153
5.6 配合比优化设计 155
5.6.1 水泥用量的影响 155
5.6.2 生石灰对冷再生混合料性能的影响 156
5.6.3 有机活化剂对冷再生混合料性能的影响 159
5.6.4 击实次数对冷再生混合料性能的影响 160
5.7 振动压实成型方法研究 162
5.7.1 振动压实仪简介 162
5.7.2 最佳含水量 163
5.7.3 最佳乳化沥青含量 169
5.7.4 养生条件的影响 170
5.8 本章小结 173
第6章 乳化沥青冷再生混合料路用性能 175
6.1 概述 175
6.2 乳化沥青冷再生混合料的体积特性 176
6.3 乳化沥青冷再生混合料的水稳定性 176
6.4 乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性 178
6.5 乳化沥青冷再生混合料的静态模量 179
6.5.1 水泥掺量对静态模量的影响 181
6.5.2 乳化沥青掺量对静态模量的影响 181
6.5.3 温度对静态模量的影响 182
6.6 乳化沥青冷再生混合料的动态模量 182
6.6.1 动态模量试验设计 182
6.6.2 水泥用量对动态模量的影响 183
6.6.3 乳化沥青用量对动态模量的影响 186
6.6.4 围压对动态模量的影响 188
6.6.5 温度对动态模量的影响 189
6.7 乳化沥青冷再生混合料的抗疲劳性能 191
6.7.1 疲劳试验设计 191
6.7.2 疲劳寿命方程的建立 193
6.7.3 湿度对试件疲劳寿命的影响 194
6.7.4 乳化沥青用量对试件疲劳寿命的影响 195
6.7.5 水泥用量对试件疲劳寿命的影响 195
6.7.6 乳化沥青冷再生混合料疲劳寿命与其他材料的对比 196
6.8 本章小结 198
第7章 乳化沥青冷再生混合料性能离散元仿真分析 200
7.1 概述 200
7.2 冷再生沥青混合料离散元模型构建 201
7.2.1 虚拟试件生成 201
7.2.2 基于矢量计算的集料随机生成方法 203
7.2.3 加载条件 208
7.3 接触模型及参数标定 210
7.3.1 基本假设 210
7.3.2 线性平行黏结模型 211
7.3.3 离散元模拟参数获取 213
7.3.4 模型验证 219
7.4 冷再生沥青混合料断裂行为研究 220
7.4.1 离散元断裂试验结果分析 221
7.4.2 离散元断裂试验影响因素分析 223
7.4.3 旧料结构对冷再生沥青混合料断裂行为的影响分析 238
7.4.4 小结 248
7.5 冷再生沥青混合料疲劳行为研究 249
7.5.1 离散元疲劳试验结果分析 250
7.5.2 离散元疲劳试验影响因素分析 256
7.5.3 旧料结构对冷再生沥青混合料疲劳开裂行为的影响分析 259
7.5.4 综合分析 270
7.5.5 小结 271
7.6 本章小结 273
第8章 乳化沥青冷再生加铺结构设计方法 274
8.1 概述 274
8.2 国内外冷再生路面结构设计方法 275
8.2.1 美国AASHTO法 275
8.2.2 AI法 277
8.2.3 南非法 278
8.2.4 我国现行设计方法 279
8.3 冷再生沥青路面结构设计基本原则 280
8.4 冷再生混合料抗拉强度结构系数 282
8.4.1 基于室内疲劳试验的沥青混合料Ks 283
8.4.2 基于室内疲劳试验的半刚性材料Ks 283
8.4.3 基于室内试验的冷再生材料Ks 284
8.4.4 冷再生材料Ks修正 285
8.5 冷再生材料轴载换算公式 289
8.5.1 以弯沉为指标的轴载换算原则 290
8.5.2 以弯拉应力为设计指标的轴载换算方式 291
8.5.3 冷再生材料的轴载换算公式 292
8.6 旧路面结构残余承载力 293
8.6.1 半刚性基层残余承载力 294
8.6.2 半刚性基层层底当量回弹模量 295
8.7 结构设计流程 295
8.7.1 冷再生路面结构设计流程 295
8.7.2 交通量确定 296
8.7.3 结构层参数确定 296
8.7.4 路面结构组合 297
8.7.5 结构验算 297
8.7.6 经济性及施工要求 297
8.8 实例验算 298
8.8.1 交通量计算 298
8.8.2 路面结构组合设计 299
8.8.3 结构层参数确定 300
8.8.4 结构组合验算 301
8.9 本章小结 303
第9章 乳化沥青冷再生施工工艺 304
9.1 概述 304
9.2 乳化沥青厂拌冷再生工艺及设备 305
9.2.1 工艺原理 305
9.2.2 主要施工设备 307
9.2.3 场地选择与布置 310
9.2.4 原材料 310
9.2.5 原路面铣刨及下承层 311
9.2.6 试验路段 312
9.2.7 拌制 312
9.2.8 运输 313
9.2.9 摊铺及碾压 313
9.2.10 养生及开放交通 315
9.3 乳化沥青就地冷再生工艺及设备 315
9.3.1 工艺原理 315
9.3.2 主要施工设备 317
9.3.3 病害调查 319
9.3.4 试验路段 319
9.3.5 新集料、水泥的添加 320
9.3.6 再生机作业 320
9.3.7 施工作业段及长度 321
9.3.8 整平及碾压 321
9.3.9 接缝 322
9.3.10 养生及开放交通 322
9.4 施工质量管理及检查验收 322
9.4.1 施工前 322
9.4.2 施工过程中 323
9.4.3 完工后 323
9.5 交通组织方案 324
9.5.1 常见交通组织方式及其特点 324
9.5.2 养护作业交通管制基本形式 325
9.5.3 养护作业区交通流模拟仿真 326
9.5.4 甬台温高速补强工程交通组织方案 333
9.6 乳化沥青冷再生工程常见问题及对策 336
9.6.1 旧料的质量控制 336
9.6.2 冷再生混合料的工作性 337
9.6.3 拌和中“花白料”的问题 338
9.6.4 冷再生混合料压实问题 340
9.6.5 开放交通的判据 341
9.7 本章小结 342
第10章 乳化沥青冷再生工程实践 343
10.1 概述 343
10.2 甬台温高速 344
10.2.1 原路面状况调查 344
10.2.2 现场配合比验证 351
10.2.3 试验段施工 352
10.2.4 冷再生层现场测试 356
10.2.5 试验段检测 359
10.3 梨温高速 363
10.3.1 原路面状况调查 363
10.3.2 冷再生路面结构设计 377
10.3.3 冷再生混合料设计 381
10.4 S340常州段 387
10.4.1 原路面状况调查 387
10.4.2 现场配合比验证 388
10.4.3 试验段施工 388
10.4.4 现场测试 391
10.4.5 试验段跟踪检测 392
10.4.6 经济效益分析 393
10.5 G320国道 396
10.5.1 工程概况 396
10.5.2 原路面状况调查 396
10.5.3 路面维修方案 396
10.5.4 乳化沥青冷再生施工工艺 397
10.5.5 施工质量检测 405
10.5.6 经济和社会效益分析 407
10.6 本章小结 411
参考文献 413
京公网安备 11010102004214号