厂拌热再生技术在成渝高速公路维修工程中的应用

该文依托成渝(成都-重庆)高速公路沥青路面维修改造工程,探讨了厂拌热再生沥青技术应用于高速公路的技术可行性.首先分析了成渝高速公路路面旧料性能,发现旧沥青性能劣化,而旧集料仍然满足要求;以此为基础,考察基于自行研制的再生剂的再生效果,发现掺入6%～8%再生剂时,再生沥青性能满足相应规范要求;然后,通过再生沥青混合料设计,制备出性能合格的再生沥青混合料;最后指出再生沥青路面施工注意事项.工程实践表明:通过采取一定技术措施,再生沥青及再生沥青混合料性能可达到普通沥青混合料质量要求,厂拌热再生技术能够应用于高等级路面.     

SBS改性沥青SMA混合料的就地热再生性能

SBS改性剂溶解于三氯乙烯的过程中,SBS硬段微曲约束相与三氯乙烯反应后物理交联或结合作用遭到破坏,改变了其原有的分布状态,难以准确评价沥青的老化程度.通过间接分析即以回收沥青的动态剪切流变性能作为参考指标,以再生后沥青混合料的性能为主要控制指标,确定再生剂的掺加量和再生混合料的配合比例.研究表明,依据回收SBS沥青性能指标所确定再生剂掺量下的再生沥青混合料性能不能满足规范要求.随着再生剂掺量的增加,再生SMA沥青混合料的抗水损坏及抗裂性能不断提高;同时,由于沥青中的轻质组分增加,沥青不断软化,使得其抗车辙能力降低.因此需综合考虑再生混合料的高、低温性能及抗水损害能力确定再生剂的掺量.为提高再生沥青混合料路用性能,应基于性能进行SMA现场热再生配合比设计,并且其设计空隙率应较新拌沥青混合料的要低.     

再生沥青混合料路用性能的对比研究

旨在探讨再生方案和废旧沥青混合料(RAP)掺配率对再生沥青混合料综合路用性能的影响,并采用灰色关联多指标评价方法对比不同再生混合料的优劣。设计RAP掺配率为20%、30%和40%的3种级配,并选用90号和110号基质沥青、再生剂,设计出6种再生沥青混合料;对6种再生混合料进行车辙、低温弯曲和水稳定性试验;采用灰色关联决策评价方法,以动稳定度(DS),低温弯曲应变(εB)和劲度模量(S B),残留稳定度(MS0)和冻融劈裂强度比(TSR)为评价指标,综合对比不同再生混合料的路用性能。研究结果表明:当采用相同的再生方案时,再生混合料的综合路用性能随RAP掺配率的增加而降低;当RAP掺配率相同时,采用高标号沥青再生的混合料较低标号沥青、低标号沥青+再生剂再生的混合料具有更优的综合路用性能,在满足再生沥青标号的前提下优先推荐使用高标号沥青;再生剂会显著提高再生混合料的低温性能,在低温地区可考虑使用再生剂。     

不同疲劳分析指标对再生沥青混合料疲劳性能评价的对比研究

随着高速公路旧路改造工程逐步增多,高速公路再生沥青混合料的使用正在逐步推广,抗疲劳性能作为再生沥青混合料的一重要指标,也越来越受到重视。采用50%劲度模量衰减标准、能量比判断标准、归一化劲度模最峰值疲劳标准、能量变化率疲劳标准、R~2变化率疲劳标准这五种不同的疲劳分析指标,分别对添加A、B、C三种不同再生剂的再生沥青混合料的疲劳性能进行比较,评价不同改性剂对于改善再生沥青混合料疲劳性能的优劣,同时对比分析五种不同的疲劳评价指标之间的区别和相关性。研究验证了,高速公路再生沥青混合料添加合适的再生剂后,抗疲劳性能仍能满足路用要求,而且不同分析指标对于同种情况下的再生沥青混合料疲劳性能评价结果是一致的。     

抗剥落剂和纤维对热(温)再生沥青混合料水稳定性及抗裂性能的影响

为了改善高RAP掺量热再生和温再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳耐久性,基于沥青表面能测试和黏附功计算,研究了老化沥青、温拌剂、纤维、抗剥落剂对沥青-集料黏结强度的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融循环试验和四分点加载疲劳试验研究了纤维和抗剥落剂对热再生混合料路用性能和抗疲劳耐久性的影响,并揭示了纤维和抗剥落剂对热再生混合料水稳定性和低温抗裂性能的影响机理。研究结果表明,导致热再生和温拌再生水稳定性较低的原因是沥青老化后表面能的降低,掺加温拌剂降低了沥青的表面能,降低了沥青-集料界面的黏结强度;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂可显著改善沥青表面能、增大沥青与集料之间的粘附功,提高沥青与集料之间的粘附性;将抗剥落剂与纤维复配可显著改善热(温)再生沥青混合料的低温性能,纤维与抗剥落剂不仅显著提高了热(温)再生混合料的劈裂强度和水稳定性,也延缓了冻融循环作用下热(温)再生混合料劈裂强度的衰变历程;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂均可显著改善热(温)再生混合料的弯曲劲度模量和抗疲劳寿命,,纤维与抗剥落剂复合改性热再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,建议优先采用玄武岩与抗剥落剂复配方案来改善高RAP掺量热(温)再生混合料的耐候性。     

再生沥青及混合料路用性能分析

利用自主研发的基本型沥青路面再生剂对老化沥青再生后的常规理化性质和抗老化性能进行了测试分析,同时利用马歇尔稳定度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及车辙试验等考察了再生沥青混合料的路用性能.结果表明研发的沥青路面再生剂再生效果理想,再生沥青混合料的路用性能满足应用要求.     

具有不同溶解度参数的再生剂路用性能对比研究

为研究再生剂在废旧沥青混合料中的应用可行性,基于MATLAB建立Hansen溶度参数的三维模型,对坐标系中的可溶溶剂参数点进行球形模拟,以溶剂与试样的相对能量差(RED)为判定指标,计算了不同类型再生剂A、B、C在老化沥青中的溶解能力,最后通过车辙试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验和动态模量试验验证了不同再生剂沥青混合料的路用性能。结果表明:相对能量差RED可较好地体现再生剂与老化沥青的相容性,得到再生剂对老化沥青的相容性效果为A B C,且与溶解试验结果拟合度良好;再生剂可以改善旧料的低温性能与水稳定性,对高温性能有负面影响,但满足夏炎热区的现行规范要求;利用不同的溶解度参数可以快速选择出合适的再生剂,对比路用性能试验具有更大的优势,为以后道路施工维修选择再生剂提供更便捷的方法。     

高掺配率AC-13型温拌再生沥青混合料组成设计与路用性能评价

温拌再生沥青混合料技术兼具热再生技术和温拌技术的特点,实现了节能减排与废物利用的结合。相关研究表明:在无其他性能改善措施的条件下,旧料掺量为30%以上的温拌再生沥青混合料的低温稳定性和水稳定性不能达到规范要求。因此,该文基于纤维对沥青混合料性能的改善作用,通过添加温拌剂、纤维和提高沥青用量的方法,对掺加40%、50%比率旧料的AC-13温拌再生沥青混合料进行组成设计与路用性能检验,评价纤维对高旧料掺配率温拌再生沥青混合料的性能改善效果。结果表明:该方法可以有效提高温拌再生沥青混合料的低温和水稳定性路用性能,并满足规范要求。     

再生剂对再生沥青混合料路用性能的影响研究

为了测试再生剂对再生沥青混合料的路用性能影响,以浸水马歇尔实验、冻融实验、高温稳定性实验和低温性能实验等为基础,分析得出掺加再生剂后,沥青混合料的冻融劈裂强度和残留马歇尔稳定度显著提升;抗车辙能力有一定幅度的下降,但是仍然远远超过了规范标准;沥青混合料的粘结性得到改善,低温抗裂性能和柔韧性大幅度提升。另外,选择国产再生剂A再生沥青混合料和新拌AC-20沥青混合料进行比较,再生沥青混合料大部分指标达到和超过了新拌沥青。     

热再生沥青混合料的路用性能试验研究

针对京珠高速公路湖北段的铣刨旧料(RAP),采用3种材料方案进行了再生沥青混合料配合比设计及路用性能试验,试验结果表明,在合适的旧料掺配比例范围内,再生沥青混合料有较好的路用性能技术指标,基本能达到新鲜沥青混合料的指标要求;再生剂的掺入有效地改善了再生沥青混合料的路用性能。     

二次就地热再生沥青混合料路用性能试验研究

以国内外已有研究成果为基础,对江苏某高速公路二次就地热再生沥青混合料路用性能进行试验研究,为工程实践提供借鉴。在严重老化的二次再生原材料中添加4%的再生剂、0.3%新沥青以及20%新沥青混合料,恢复二次老化沥青混合料的路用性能。在室内对二次再生混合料的各项性能进行试验,并将其结果与新料和一次再生混合料的各项性能进行对比,结果表明:再生后的二次老化沥青混合料,其各项性能指标均次于一次再生混合料,但依然满足规范要求。     

基于马歇尔指标的就地热再生沥青混合料再生剂用量分析

就地热再生技术可以将原路面废旧沥青混合料充分利用,而废旧沥青混合料中沥青老化变硬,粘度增大,性能衰退,需要掺加一定比例的再生剂改善再生沥青混合料性能。通过马歇尔试验,利用层次分析法,构建马歇尔综合指标评价模型,分析单位再生剂用量与综合马歇尔性能指标的变化规律。结果表明:(1)马歇尔综合评价模型的评价指标分别为稳定度、浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂抗拉强度、冻融劈裂抗拉强度比,各指标的权重为0. 125、0. 375、0. 125、0. 375;(2)再生剂用量由1%增加至5%时,综合性能评分增长率分别为2. 45%、0. 30%、-0. 10%、0. 60%;(3)施工过程中再生沥青混合料最佳再生剂用量为2%。     

不同工况对就地热再生沥青混合料性能的影响

就地热再生沥青混合料性能受碾压温度、混合料级配、再生剂用量、沥青含量、施工工艺等因素的影响,而碾压温度、混合料级配、再生剂用量在施工中波动较大,影响再生沥青混合料性能。采用正交试验方法、分形级配设计理论、极差与方差法分析了碾压温度、混合料级配、再生剂用量对马歇尔性能的影响程度,回归得到了3种因素与马歇尔性能变化的非线性模型,分析了2%再生剂用量下碾压温度、混合料级配对马歇尔性能的影响规律。提出了二次回归方程中的交叉模型,作为评价碾压温度、级配、再生剂用量与空隙率、马歇尔稳定度、浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂强度、劈裂强度之间关系的模型。结果表明:碾压温度、混合料级配、再生剂用量对再生沥青混合料马歇尔性能影响显著,而碾压温度、级配影响的显著性较再生剂更高;2%再生剂用量时,再生沥青混合料的稳定度在110～123℃碾压温度时随分形维数的增加而降低,而123～150℃的作用效果则反之;提高碾压温度可以有效地改善再生沥青混合料的马歇尔指标,而碾压温度高于123℃时,提高设计分形维数可以改善再生沥青混合料的马歇尔指标;回归模型可以作为再生沥青混合料现场施工质量动态控制决策依据,保障施工过程中再生沥青混合料马歇尔性能满足设计要求。     

加铺超薄罩面后沥青路面就地热再生适用性分析

对加铺超薄磨耗层后的路面沥青混合料进行试验分析。试验结果与分析表明：加铺超薄磨耗层后的混合料级配和油石比满足规范的AC-13的技术要求,说明超薄磨耗层路面可进行再生利用。对再生混合料进行高温性能、水稳定性能和低温性能试验,发现含有超薄磨耗层的再生混合料的高温性能、水稳性能和低温性能均满足规范要求。再生后路面压实度、平整度、渗水系数等指标满足规范要求。     

高RAP掺量下热再生混合料路用性能与加热工艺研究

为研究热再生混合料相关性能和就地热再生加热工艺,该文选取级配类型为SMA-13和AC-13两种废旧沥青混合料(RAP),分别掺加90%SMA-13型RAP和85%AC-13型RAP进行热再生混合料设计。对两种热再生混合料进行车辙试验、低温小梁弯曲破坏试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及渗水系数测试。结果表明:两种热再生混合料高温性能良好,低温性能也满足规范要求,但SMA-13热再生混合料低温性能改善并不明显;在水稳定性和防渗水性能方面,两种热再生混合料均能较好地达到规范要求,且SMA-13热再生混合料的防渗水性能非常好。此外,通过设计正交试验研究混合料再生过程中各环节加热温度,确定两种热再生混合料中旧沥青混合料、新沥青混合料及再生剂最佳加热温度分别为165、165和145℃。     

就地热再生基质沥青混合料拌和温度与压实温度的研究

为提高寒区就地热再生技术施工效率和再生沥青混合料性能,针对旧沥青老化程度和再生剂种类两个因素,对热再生基质沥青混合料的最佳拌和温度与压实温度进行研究。在完成热再生沥青混合料配合比设计的基础上,根据旋转黏度试验结果确定拌和、压实温度范围,再测定不同拌和、压实温度下制成试件的体积指标,以空隙率为4%所对应的温度作为最佳拌和、压实温度,并验证再生沥青混合料的路用性能。试验结果表明,在寒区就地热再生施工过程中,旧料掺量为90%的热再生沥青混合料的最佳拌和温度为160℃,压实温度为145℃,路用性能满足规范要求。     

再生剂对长期路用老化沥青路用性能的影响

通过对沥青混合料、老化沥青混合料,以及经过2种不同再生剂再生处理的老化沥青混合料的高温性能、低温开裂性能、水稳定性能、疲劳性能进行研究,考察了再生剂对长期路用老化沥青及其混合料路用性能的影响规律。对比研究了不同再生剂作用下长期路用老化沥青混合料路用性能的再生修复效果。结果表明,再生剂的加入可使老化沥青混合料的基本路用性能在一定程度上恢复还原;通过2种再生剂对长期路用老化沥青再生效果的研究,可以发现再生剂对老化沥青混合料改善作用具有选择性,即老化沥青对合适的再生剂有着具体的要求。     

再生剂对旧沥青混合料再生效果的比较研究

为了验证沥青再生剂对铣刨旧沥青混合料的再生效果,采用新疆乌赛1级公路改高速公路工程铣刨的旧沥青混合料,分别添加国产再生剂A和进口再生剂B,比较再生沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、低温性能和疲劳性能,以及掺加再生剂A的再生混合料与新拌沥青混合料的路用性能。结果表明:国产再生剂A对铣刨旧沥青混合料具有较好的再生效果,再生混合料各项指标均有大幅度提升;与新拌混合料相比,掺加再生剂A的再生混合料的水稳定性、高温稳定性和低温性能也具有明显优势。     

沥青热再生剂路用性能的试验分析

介绍一种新型再生剂对老化沥青的性能改善作用及对再生沥青混合料路用性能的影响,包括:再生沥青的抗老化性能,再生沥青混合料的高温稳定性,低温抗裂性,水稳定性以及耐久性能等。试验结果表明,控制旧料掺配比例在一定范围的情况下,再生剂能有效地改善再生沥青混合料的路用性能。     

再生沥青混合料RAP掺量对使用性能的影响

为了探讨再生沥青混合料的使用性能,对25％、55％和85％的3种不同RAP掺量的热拌再生沥青混合料进行了实验室试验.试验结果与分析表明:再生沥青混合料的最佳沥青用量随着RAP掺量的增加略有减少,在4.79％到4.50％之间.再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温性能、渗水性能等技术指标均满足现行规范对新沥青混合料的要求.随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性有不同程度的增强,但低温性能、渗水性能有不同程度的减弱.