摘 要

本文借助沥青路面雾封法预养护的原理，采用沥青迁移率与沥青胶浆-微裂纹的闭合情况，分析再生剂与老化沥青的扩散再生规律，以达到从细观角度分析再生剂的适宜扩散温度与扩散时间。所得结果对于雾封法预养护路面技术，以及对再生剂与老化沥青应用发展具有重要的指导意义。

论文首先提出了对老化沥青经再生剂处理后与新集料接触时，沥青胶浆向新集料上迁移的沥青迁移率概念，作为评价再生剂对老化沥青再生软化程度的指标。进而基于沥青迁移率的方法，研究了添加再生剂前后，老化沥青在沥青混合料和沥青胶浆中的性质变化规律，并结合再生养护作用温度和作用时间等参数，探讨影响再生效果的条件。

同时，本研究提出并采用了一种简单易观察的集料表面胶浆微裂纹在再生剂作用下的闭合情况的实验方法，来评价再生剂对老化沥青胶浆中微裂纹的再生闭合效果。

研究结果表明：实验所用的再生剂对旧沥青都有较大的再生作用，B的再生效果相比于A更强，且在一定的温度范围内，再生剂的扩散温度越高，由旧集料向新集料上迁移的沥青迁移率越大，表明对老化沥青的软化程度越好，其再生效果越显著；沥青迁移率研究结果表明，再生剂扩散4-8h较为适宜。观察沥青胶浆表面的微裂纹，发现再生剂对沥青胶浆表面的微裂纹都有较大的修复作用；在一定温度范围内，再生剂扩散温度越高，再生剂会更多地扩散进老化沥青的内层，对胶浆表面微裂纹的修复更完全；喷洒再生剂后，沥青胶浆表面微裂纹出现明显的闭合。

关键词：再生剂；沥青迁移率；微裂纹；预养护

Abstract

This paper analyzed rejuvenator and the spread of the aging asphalt regeneration law which combined with the fog-sealing principle to observe the process of the mortar transfer ratio of asphalt and asphalt mortar micro crack closure. Analyzed the opposite diffusion temperature and diffusion time for rejuvenator in mesoscopic. The results of the experiment may play an important role in fog sealing method of curing pavement technology, as well as to make progress for the asphalt rejuvenator and aging.
The paper firstly proposed the concept of the mortar transfer ratio that asphalt mortar move to the new asphalt aggregate when aged asphalt contacted with the new asphalt aggregate after regenerating agent treatment, evaluated the regeneration softening degree on aging asphalt in this way. And the paper focused on studying the qualitative law of aging asphalt in asphalt mixture and asphalt mortar, calculated the mortar transfer ratio and combined the opposite temperature and time to investigate the effect of regeneration conditions.

The research also proposed a convenient way that observed the micro crack closure at the recycled asphalt surface to evaluated the efficacy of the rejuvenator.
The research results show that the recycling agents in experiment play a big role in aging asphalt, the effect of B is stronger than the A under the same condition. What’s more, in a certain temperature range, the spread of the rejuvenator temperature is higher, the aging asphalt softening degree is greater, its diffusion effect is better, and keeping diffusion time between 4 to 8 h is more appropriate, observation of micro cracks found that rejuvenators has a large repair for micro cracks on the surface of asphalt mortar. In a certain temperature range, the higher temperature can promote the rejuvenator spreading deeper into the aging of asphalt. After spraying the rejuvenator, asphalt surface micro cracks appear obvious closure.

Key Words: rejuvenator; mortar transfer ratio; micro cracks; preventive maintenance

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 4

1.2.1 国外研究现状 4

1.2.2 国内研究现状现状 4

1.3 研究内容与方法 5

第2章. 原料与实验分析方法 7

2.1 集料 7

2.2 再生剂 8

2.2.1 再生剂的选择 8

2.2.2 再生剂的自然蒸发曲线 9

2.3 沥青 10

2.4 实验方法 10

2.4.1 沥青迁移率实验 10

2.4.2 沥青胶浆-微裂纹愈合实验 13

第3章 沥青迁移率 15

3.1 实验原理 15

3.2 实验分析 15

3.3 小结分析 20

第4章 沥青胶浆-微裂纹愈合实验 22

4.1 实验原理 22

4.2 实验分析 22

4.3 小结分析 27

第5章 结论 28

参考文献 29

致谢 31

第1章 绪论

1.1 研究背景

我国已建成高速公路总里程快速增长，截止2014年年底，养护里程435.38万公里，占总里程97.5%^[1]。其中，全国高速公路投入运行的里程数急剧增长（如图1.1），高速公路的养护任务将越来越繁重，同时也对高速公路的养护技术水平提出了更高的要求。可以预见，我国公路建设将进入向养护管理转型的重要阶段。同时，新科学技术的应用，为沥青路面养护技术的发展带来了极大的上升空间。

图1.1 2010-2014年全国高速公路里程

预养护是预防性养护（Preventive Maintenance）的简称，针对已建成高速公路，在路面性能下降到一定程度后（没有明显病害），通过一些前置方法使沥青路面的病害隐患与不利条件得到抑制和改善，最终延长路面的设计使用寿命^[2]。沥青路面在投入使用后，由于气候环境(紫外线氧化、雨水冲刷）与行车荷载的作用，路表开始出现材料老化和早期病害，如微裂缝、骨料剥落和抗滑性能降低等。这些早期微病害如不能得到及时处理，将会在外界条件的影响下加速发展和扩大，路面状况进一步恶化并渗透到下面层，最终造成整个沥青面层甚至基层结构的损坏，导致提前进行大面积整体翻修，造成大量经济损失；但是，这些早期微病害若能得到及时处理，在早期病害即将出现时即采用合理的预养护措施，如雾封层等，则可以有效抑制病害的加速发展，保护整个路面结构并延长使用寿命。国外一些关于中国沥青路面的研究表明，一条达到标准规范的公路，在使用寿命75%的时间内，其相关的路用性能会降低40%，此阶段被称为是预防性养护阶段，图1.2所示是对比沥青路面进行预养护和没有预养护条件时，沥青路面状况与服役年限对应的关系示意图。如果在图中预养护阶段内没有进行合理养护，在之后的12%的服役寿命时间内，性能再次将降低40%，而养护成本却可能变为原来的4~11倍^[3]。

图1.2 规律性的预养护对沥青路面性能的积极贡献