Karštai regeneruoto asfalto mišinio komponentų sąveikos modeliavimas ir jo naudojimo kelių dangos konstrukcijoje tyrimas

Abstract

Disertacijos tikslas – pateikti moksliškai pagrįstą komponentų sąveikos dinamikos modelį ir jos rezultatus, leidžiančius projektuoti bei gaminti kokybiškus karštai maišytus asfalto mišinius su Lietuvos kelių dangoms naudoto asfalto granulėmis. Disertacijoje sprendžiami šie pagrindiniai uždaviniai: − Atlikti paiešką, surinkti, dalykiškai susisteminti ir išanalizuoti mokslo darbus, kuriuose tiriama: asfaltinės dangos irties veiksniai ir jų įtaka naudotam asfaltui; senų ir naujų medžiagų sąveika; regeneruoto asfalto mišinio savybės; regeneravimo proceso technologijos. − Sumodeliuoti naudoto asfalto homogeniškumą lemiančius veiksnius. − Sumodeliuoti dviejų rūšių sumaišyto bitumo ar kitos atnaujinančiosios medžiagos teorinę klampą ir seno bei naujo bitumų maišymosi dėl difuzijos dvisluoksnėje plėvelėje dinamiką. − Pateikti susistemintus asfaltinės dangos regeneravimo principus. − Surinkti duomenis apie Lietuvoje išgaunamo naudoto asfalto kiekių dinamiką bėgant metams. − Ištyrinėti Lietuvos keliuose ir miesto gatvėse frezuoto bei išlaužto ir sutrupinto naudoto asfalto granulių komponentines sudėtis ir savybes. − Nustatyti pridedamo atnaujinančio bitumo rūšies ir procentinio kiekio įtaką regeneruoto karštai maišyto asfalto (KMA) mišinio fiziniams ir mechaniniams Maršalo rodikliams, taip pat regeneruoto suminio bitumo savybėms. − Nustatyti su skirtingu kiekiu naudoto asfalto granulėmis regeneruoto KMA mišinio atsparumą vėžių susidarymui. − Pateikti naujus deterministinio ir stochastinio modeliavimo principus ir nustatyti naudoto asfalto granulių kiekio ir savybių įtaką regeneruoto mišinio komponentinei sudėčiai ir jos vienalytiškumui. Disertacijos tema paskelbti keturi moksliniai straipsniai: du – mokslo žurnaluose, įrašytuose į Thomson ISI Web of Science duomenų bazę, vienas – recenzuojamame tarptautinės konferencijos leidinyje, įtrauktame į Thomson ISI Proceedings duomenų bazę, vienas – užsienio tarptautinės konferencijos pranešimų medžiagos recenzuojamame leidinyje.

The purpose of the dissertation is to provide a science-based model of the interaction dynamics among the components and the results of this interaction, which shall help to design and to produce high quality hot-mix asphalt mixtures with granules of recycled asphalt pavement of Lithuanian roads. The main objectives of the dissertation: – To conduct the research, to collect, systemized and analyzed scientific works discussing the factors of asphalt pavement distresses and their influence on the performance of recycled asphalt, the interaction between old and virgin materials, the properties of recycled asphalt pavement mixture, and the recycling process technologies. – To model the factors determining the homogeneity of recycled asphalt pavement. – To model the theoretical viscosity for two types of blended bitumen or for another rejuvenator, and the dynamics of old and virgin bitumen mixing due to the diffusion process occurring in the two-layer film. – To provide systemized principles of asphalt pavement recycling. – To collect the data to show the dynamics of the amount of recycled asphalt pavement used in Lithuanian over the years. – To study the component composition and properties of granules of milled, broken and crushed recycled asphalt taken from Lithuanian roads and city streets. – To determine the influence of rejuvenating bitumen type and its percentage amount on physical and mechanical Marshall Parameters of recycled hot-mix asphalt mixture and on the properties of total recycled bitumen. – To determine the rutting resistance of recycled hot-mix asphalt mixture by taking different amounts of granules of recycled asphalt pavement. – To provide new deterministic and stochastic modeling principles and to determine the influence of the amount and properties of asphalt granules on the component composition and homogeneity of recycled mixture. The theme of the dissertation is published in four scientific articles: two in scientific journals, included in Thomson ISI Web of Science database, one in the edition of the international conference (under review), included in Thomson ISI Proceedings database, and one in the international conference proceedings (under review).