1.4 研究内容
针对高等级路面的的常见病害，基于粘弹性力学及有限元理论，通过对就
地热再生沥青材料粘弹性质的分析与研究，完成以下研究内容：
（1）分析旧路的使用性能。通过实验，抽提旧路沥青，确定旧路集料类型以及组成级配，对抽提沥青进行三大指标实验，得到旧路沥青性能以及碎石级配的变化情况，分析旧路的粘弹性能变化；
（2）分析旧沥青的再生原理以及确定再生剂掺加量，选定就地热再生沥青混合料的配合比方案，同时研究在再生剂掺加量、级配、油石比改性剂掺加量等对就地热再生沥青道路路用性能的影响。
（3）通过动态性能实验(SPT)实验研究不同再生剂掺加量和油石比条件下，对应于不同温度和荷载频率下的粘弹响应，并绘制热再生沥青混合料的粘弹性能主曲线，进而进行粘弹性评价；
（4）针对在就地热再生沥青沥青混合料的施工工艺，通过计算机有限元数值模拟的手段，得到旧路沥青表面加热过程中的路面温度场变化，并得到半波正弦荷载模式作用下，路表弯沉值、沥青路面残余响应以及沥青面层层底拉应力等设计指标随时间的变化，以更评价再生层厚度对就地热再生混合料粘弹性能响应以及力学响应的影响。
（5）进行就地热再生工艺的分析与就地热再生经济效益评价，以更全面掌握就地热再生方式的特点。
1.5 研究技术路线
主要从分析旧路性能、分析沥青混合料配合比对路面粘弹性影响、分析加铺层对路面粘弹性影响以及利用有限元软件分析力学响应等四方面对沥青路面就地热再生粘弹性进行分析研究。通过实验确定旧路使用性能，通过动态剪切流变试验等试验测试不同影响因素对就地热再生沥青混合料粘弹性及其他路用性能的影响，并利用ANSYS限元模拟在不同条件下的力学响应，通过力学响应的连续性分析结构层的粘弹性能的连续性，进而评价沥青路面的使用性能，见图1-1所示。
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沥青路面就地热再生粘弹性分析研究 确定就地热再生方式以及就地热再生沥青混合料的制备方式 分析再生剂掺加量对就地热再生沥青道路粘弹性能影响 分析油石比对就地热再生沥青道路粘弹性能影响 ANSYS有限元模拟在不同荷载模式下路面粘弹力学响应 确定针入度高温性能、低温性能、水稳定性等评价指标 确定动态模量量及相位角作为评价指标 确定动态模量及相位角作为评价指标 确定残余形变等评价指标 沥青性能分析 旧集料级配 再生剂掺加量 再生配合比 性能实验 简单性能试验 简单性能试验 分析半波正弦荷载形式下的评价指标变化。 分析旧路材料性能变化，确定再生剂掺量，并制备混合料试件 分析再生剂掺加量对就地热再生沥青道路粘弹影响 分析油石比就地热再生沥青道路粘弹影响 分析就地热再生沥青混合料的粘弹力学响应 得出沥青路面就地热再生粘弹性分析与评价结论 图1-1 研究技术路线
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2 就地热再生粘弹性能实验方案设计
本章介绍了确定了旧路沥青混合料的回收与性能测定实验方案，同时提出就地热再生沥青混合料粘弹性能的定量与定性实验方案以及基于ANSYS有限元计算的温度场和再生沥青道路粘弹力学响应实验方案。
2.1 旧路沥青混合料实验方案设计
就地热生沥青混合料由就路沥青混合料及新沥青、新集料和再生剂组成，为了确定旧料老化情况以及新料和再生剂掺加量，需要进行旧料的回收以及沥青与集料性能的测定。
2.1.1 旧路沥青含量的测定试验方案设计
采用离心分离法进行旧路沥青混合料的沥青提取，测定旧沥青混合料中的沥青含量并计算油石比。 （1）实验条件：
1）离心抽提仪：由转速可以逐渐增大至3000r/min的离心分离器组成，经离心的沥青溶液在通过滤纸后从出口流出； 2）回收瓶：容量在1700mL以上；
3）天平：感量不大于0.01、1mg的天平各一台； 4）其他：量筒、三氯乙烯等。 （2）实验方案：
采用用用离心分离法测定旧沥青混合料中的沥青含量。按照实验规程T 0772-1993方法要求，将离心抽提仪逐渐增大至3000r/min的转速，进行旧路沥青混合料沥青提取[26]，称量提取沥青质量及提取后矿料质量，计算油石比。 2.1.2 旧路沥青的回收与性能测定实验方案设计 采用阿布森法进行旧路沥青提取并测试其三大指标。 （1）实验条件：
1）蒸馏装置：由平底烧瓶、油浴加热器、温度计、溶液回收器等组成。如图2-1所示：
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图2-1 阿布森法蒸馏设备示意图
2）平底烧瓶：500mL，耐热玻璃制； 3）温度计：量程0~300℃； 4）其他：冷凝管、锥形瓶等。 （2）实验方案：
按照实验规程T 0772-1993方法要求，使用阿布森法进行旧路沥青提取并测试其三大指标。使用沥青分离法抽提出的干净沥青溶液再次进行离心不少于30min以后，装入500mL蒸馏瓶中，边向蒸馏瓶中通入二氧化碳气体边加热，控制气体流量与油浴温度和瓶内温度，实验终了时继续通二氧化碳气体和加热，并趁热将回收沥青导入规定指定容器[26]，并进行旧路沥青三大指标性质的测定。 2.1.3 旧路集料的回收与性能测定实验方案设计
采用水洗筛分法，通过集料筛分实验计算经离心提取沥青溶液后集料的各级筛孔通过百分率并绘制级配曲线。 （1）实验条件：
1）式样：1.5kg，经离心提取沥青后洗净；
2）试验筛：规定标准尺寸；
3）天平：感量不大于试样的0.1%，本实验采用感量0.1g的电子天平。 （2）实验方案：
按照集料试验规程T 0302-2005法将经过沥青离心试验的1.5kg集料置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，将集料进行水洗，混有细粉的悬浮液倒出，经过套筛流入另一容器中，回收筛上集料及容器中集料，烘干后称取总质量，并进行筛分称取个筛孔的筛余量，计算各筛孔通过率，并绘制级配曲线[27]。
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2.2 再生沥青混合料实验方案设计
2.2.1 简单性能试验（SPT实验）方案设计
简单性能试验（SPT）可进行动态模量试验，求解粘弹材料的动态模量 E*变化。在规定温度、应力 200KPa 条件下，施加不同频率的可控的正弦（半正弦）压力，并得到随时间变化的材料应变，用以计算动态模量和相位角。 （1）实验条件：
1）实验芯样：Φ1 00 mm×H150mm，并模拟侧限受压状态。见图2-2所示：
图2-2 实验芯样
2）SPT试验仪；
3）温度：5℃、15℃、25℃、35℃、45℃、55℃； 4）应力：200KPa ；
5）频率：0.1Hz、0.8Hz、1Hz、6Hz、10Hz、100Hz； 6）Superpave旋转压实仪、传感器等。 （2）实验方案：
根据美国国家高速公路和交通运输协会规范TP-62的要求，旋转压实仪对旋转压实仪成型的试件(180 mm×150 mm)进行取芯（ 50 mm×100 mm)。在由配合比试验设计确定的最佳配合比条件下，改变再生沥青混合料的再生剂掺加量和目标油石比，采用简单性能试验机SPT分别测试沥青混合料在55℃、45℃、35℃、25℃、15℃、5℃温度条件下，不同可控频率正弦荷载作用时的沥青混合料复数模量E*、绝对模量|E*|和相位角。并根据时
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