高性能乳化沥青冷再生混合料性能研究

为了确保高RAP掺量的乳化沥青冷再生混合料性能满足路用性能要求,通过开发高性能乳化沥青材料,选择合适的配合比对高性能乳化沥青冷再生混合料的早期抗车辙性能、抗水损性能、早期强度增长特征及疲劳性能进行对比分析。结果表明：采用抗车辙试验评价乳化沥青冷再生混合料通车路面性能,其动稳定度满足规范要求,乳化沥青再生混合料施工完成后可以开放交通;混合料水稳定性满足规范要求,且具有良好的水稳定性;自然养生7 d后的强度与加速养生后强度相当,随着应变水平的降低,乳化沥青冷再生混合料疲劳寿命逐渐提高,整体来说中粒式乳化沥青冷再生混合料疲劳性能优于粗粒式混合料,RAP掺量为100%的乳化沥青冷再生混合料疲劳性能优于RAP掺量为80%的混合料。     

乳化沥青配方对冷再生混合料性能的影响

为了探讨乳化沥青配方对冷再生混合料性能的影响,采用3种冷再生用乳化剂室内制备乳化沥青,分析了乳化沥青对冷再生混合料的工作性、早期强度和水稳定性等性能的影响。研究结果表明,3种乳化剂制备得到的乳化沥青常规性能差别不大,乳化粒径差别较大,乳化沥青对冷再生混合料的可工作时间、早期强度和抗水损坏等性能影响较大。建议实验室制备冷再生乳化沥青的平均粒径控制在2μm左右,在冷再生混合料配合比设计时应通过延迟时间试验确定混合料的可工作时间。     

乳化沥青厂拌冷再生技术在长沙机场高速的应用

通过乳化沥青厂拌冷再生技术在沪昆高速潭邵段与长沙绕城高速西南段的成功应用,长沙机场高速小修工程决定在部分路段进行厂拌冷再生下面层试验路。将路面废旧回收料(RAP)进行分档破碎,优选出高性能乳化沥青,采用新的室内拌合工艺、配合比设计方法以及双级配控制理论进行厂拌冷再生沥青混合料性能研究。其力学性能与路用性能证明,该厂拌冷再生沥青混合料完全满足高速路面下面层的要求。结合室内研究结果,采用新型的厂拌冷再生拌合设备(一种多层双步拌合楼)进行厂拌冷再生沥青混合料的生产,并进行有效地质量监控,保证了冷再生沥青混合料质量的稳定,使厂拌冷再生沥青混合料很好地应用于机场高速路面小修工程下面层。     

乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料性能研究

为了检验沥青稳定类冷再生混合料性能,回答乳化沥青与泡沫沥青孰优孰劣的争论,采用劈裂试验、车辙试验对泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料性能进行了对比试验研究。研究结果表明,乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料的力学特性有明显的温度依赖性,均为粘弹性材料;冷再生混合料15℃劈裂强度满足规范中密级配粗粒式热拌沥青混凝土强度范围;泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度、浸水24 h后的劈裂强度略高于乳化沥青冷再生混合料;乳化沥青冷再生混合料的动稳定度显著高于泡沫沥青冷再生混合料,且都远超过规范对改性沥青混合料动稳定度的技术要求。乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料性能均能满足沥青路面中下面层的要求。     

乳化沥青冷再生混合料的早期强度性能评价研究

针对乳化沥青冷再生混合料的特点，通过对目前冷再生设计方法的比较，提出乳化沥青冷再生混合料早期强度的评价方法。介绍了乳化沥青配方早期强度选择的基本流程，最后通过混合料早期黏聚力，抗磨耗能力及取芯能力确定最佳乳化沥青配方，并结合工程实践说明新设计方法是可行的。     

橡胶粉改性的乳化沥青冷再生混合料强度特性及路用性能研究

为研究橡胶粉改性乳化沥青和橡胶粉掺量对冷再生混合料强度特性和路用性能的影响,探究橡胶粉改性沥青用于冷再生混合料的可行性,并将其与普通乳化沥青和SBS改性乳化沥青进行了对比,基于乳化沥青冷再生混合料早期强度、力学性能和路用性能要求,确定了适宜的橡胶粉掺量。室内试验结果表明:采用废橡胶粉制备改性乳化沥青是可行的,相比SBS改性乳化沥青,橡胶粉改性乳化沥青具有良好的储存稳定性,且具有更高的柔韧性和弹性。橡胶粉改性乳化沥青可大幅度提高冷再生混合料的路用性能,尤其是显著改善了冷再生混合料的低温抗裂性和抗疲劳耐久性。工程实践证明,橡胶粉改性乳化沥青冷再生混合料摊铺完成4天后即可钻出完整芯样,显著改善了冷再生混合料的早期强度。     

乳化沥青冷再生混合料高温稳定性试验研究

采用车辙试验对乳化沥青冷再生混合料高温稳定性进行全面的研究,结果表明:乳化沥青冷再生混合料和热拌沥青混合料的动稳定度均随着温度的升高而降低,但乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和抵抗永久变形的能力更为突出;随着水泥用量的增加,乳化沥青冷再生混合料的动稳定度得到明显的提升,为保证混合料的整体路用性能建议乳化沥青冷再生混合料水泥掺量取0.5%~1.0%;减少乳化沥青用量可以一定程度上提升混合料的高温稳定性,但会引发混合料出现破碎松散病害,合理的选取其用量是保证乳化沥青冷再生混合料综合路用性能的关键之一;养生时间对乳化沥青冷再生混合料的动稳定度和变形量有很大影响,应保证足够的养生时间以保证混合料良好的路用性能。     

改性乳化沥青-水泥就地冷再生混合料性能研究

为了评价改性乳化沥青-水泥就地冷再生混合料的性能,应用了就地冷再生混合料的配合比设计程序,包括原材料选择、级配设计和性能评价.专用于就地冷再生的改性乳化沥青采用了复配技术和改性剂SBR胶乳,新集料用于调整RAP级配,基于不同改性乳化沥青和水泥含量的性能试验,确定了最佳改性乳化沥青和水泥含量;同时,对通车1a后的再生路面进行了跟踪观测,推荐了用作面层的乳化沥青就地冷再生混合料的性能评价标准.结果表明,改性乳化沥青-水泥就地冷再生混合料具有较好的强度性能、水稳定性和高温稳定性,实践表明就地冷再生是一种经济有效的养护方式,具有明显的经济效益和社会效益.     

不同改性方式对乳化沥青冷再生混合料疲劳性能的影响

为了研究改善乳化沥青冷再生混合料疲劳性能的技术手段,基于应力控制模式下的间接拉伸疲劳试验,针对添加再生剂、布敦岩沥青及采用SBR改性乳化沥青后的冷再生混合料开展疲劳性能试验研究;根据双参数Weibull理论分析了普通乳化沥青冷再生混合料的室内疲劳试验结果,得到了普通乳化沥青冷再生混合料在5种不同失效概率下的疲劳方程。结果表明:乳化沥青冷再生混合料在添加再生剂与采用SBR改性乳化沥青后,疲劳寿命得到明显改善;添加再生剂的改善效果最明显,其次是采用SBR改性乳化沥青的冷再生混合料。     

乳化沥青冷再生混合料设计方法研究

该文在分析现有乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法的基础上,研究了美国沥青再生协会提出的修正马歇尔设计方法;提出使用最佳流体含量控制再生混合料中的总液体用量,同时采用强度指标确定其最佳乳化沥青含量和拌和用水量;并通过室内试验研究该方法设计的乳化沥青冷再生混合料的性能.     

对规范(JTG F41-2008)中乳化沥青混合料冷再生配合比设计方法的讨论

全球范围内还没有得到普遍认可的冷再生混合料配合比设计方法。文章主要针对国内新发布的《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)中的乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法中的一些问题进行探讨;这些问题在国外相关设计方法中同样存在。文章提出了早期强度概念评价乳化沥青冷再生混合料的早期强度,采用修正马歇尔试验方法评价其后期强度,针对水泥-乳化沥青冷再生混合料的特点对其试验方法进行了修正。     

乳化沥青冷再生混合料早期强度评价

乳化沥青冷再生混合料需要一定的破乳时间形成强度,从而导致施工工期延长,且混合料强度较低会致使路面后期出现松散、坑洞等病害。通过添加水泥一方面可以加速乳化沥青的破乳速度,同时能够显著提高冷再生混合料的早期强度。该文通过粘结力试验和抗磨耗试验对不同水泥掺量的乳化沥青冷再生混合料早期强度进行了分析研究,且对其水稳定性进行了分析研究。结果表明:随着水泥掺量的不断增加,乳化沥青冷再生混合料的早期强度和抗水损害性能逐渐增大,同时水泥加速了乳化沥青冷再生混合料早期强度的获取速率。然而水泥用量过高时会使冷再生混合料变脆,导致混合料低温性能降低,因此在设计时需要严格控制水泥的掺量。     

不同纤维对乳化沥青冷再生混合料力学及路用性能的影响

为了提升乳化沥青冷再生混合料的力学性能、路用性能及耐久性能,并将乳化沥青冷再生混合料用于更高路面结构层位,基于力学性能试验,研究不同种类和掺量纤维对乳化沥青冷再生混合料力学性能的影响,采用3大路用性能试验、肯塔堡飞散试验和四点弯曲疲劳试验研究掺加纤维的乳化沥青冷再生混合料路用性能、抗松散性能与耐久性。结果表明,掺加纤维有助于提高乳化沥青冷再生混合料的力学性能、路用性能、抗松散性能和耐久性能,但随着纤维掺量增大乳化沥青冷再生混合料力学性能呈先增大后减小趋势,对纤维乳化沥青冷再生混合料的力学性能而言,存在一个最佳的纤维掺量;对乳化沥青冷再生混合料综合路用性能与疲劳特性的改善效果排序为玄武岩纤维聚丙烯晴纤维聚酯纤维聚丙烯纤维。掺加纤维能够显著改善乳化沥青冷再生混合料高温时在持续荷载作用下的长期稳定性。研究成果为甄选适用于乳化沥青冷再生混合料的纤维种类和合理的纤维掺量提供借鉴。     

厂拌冷再生技术在长沙绕城高速大修工程中下面层的应用

改进厂拌冷再生沥青混合料配比设计方法与拌合工艺,采用RAP级配与矿料级配进行冷再生混合料级配控制,优选高性能乳化沥青进行配合比试验,并进行冷再生混合料使用性能试验研究,包括15℃劈裂强度、抗压回弹模量、高温性能、水稳定性能、低温性能与抗疲劳性能等,验证了冷再生混合料用于高速路面下面层的可行性。采用自主研发的双层多步拌合设备进行厂拌冷再生混合料的生产,并在生产过程中严格进行质量监测,保证了冷再生混合料质量的稳定,使冷再生混合料很好的应用于高速路面大修工程下面层。     

泡沫沥青和水泥用量对冷再生沥青混合料路用性能的影响

为明确泡沫(乳化)沥青和水泥掺两种粘结材料对冷再生混合料路用性能和耐久性的影响,通过车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、加速加载试验、四分点加载疲劳试验、研究了泡沫(乳化)沥青和水泥两种粘结材料对沥青路面冷再生混合料高低温性能、长期高温抗变形能力以及抗疲劳耐久性性能的影响。试验结果表明,泡沫(乳化)沥青冷再生混合料车辙变形量主要是压密变形所致,水泥掺量越大泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗高温性能和高温剪切疲劳性能越好;随着水泥、沥青粘结料掺量增大,冷再生混合料低温抗裂性能呈先增大后减小的变化趋势,对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料低温抗裂性能而言,存在一个最佳的泡沫(乳化)沥青和水泥用量,在2.0%~4.0%泡沫沥青和2.5%~4.5%乳化沥青用量下适宜的沥青粘结料与水泥掺量比例为1.5∶1~2.7∶1;对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗疲劳性能而言,存在一个最佳的沥青粘结料和水泥掺量,为确保冷再生混合料具有最优的抗疲劳性能需达到沥青结合料和水泥掺量的相对平衡,用于冷再生混合料适宜的水泥掺量为1.0%~2.0%。为完善泡沫(乳化)沥青冷再生混合料的材料组成设计方法以及性能评价体系提供了参考。     

厂拌乳化沥青冷再生配合比设计

为了提出厂拌乳化沥青冷再生配合比,通过九江-景德镇高速公路改建项目冷再生沥青混合料配合比设计的实例,结合室内试验,确定了最佳含水量,研究了水泥含量对冷再生混合料劈裂强度、疲劳寿命的影响,以及乳化沥青含量对冷再生混合料劈裂强度、浸水劈裂强度、残留强度比、马歇尔稳定度的影响,并确定了最佳配合比。     

考虑季节变化的乳化沥青冷再生混合料室内试验方法研究

针对乳化沥青冷再生混合料的设计方法和评价指标在国内外尚未成熟的状况,通过室内试验并结合实际工程,提出乳化沥青冷再生混合料的设计要考虑季节因素的影响。另外,在冷再生层上铺筑HMA层时,会加热冷再生层,使其被进一步压密,空隙率降低。为此提出了在冷再生混合料设计时考虑"第二次压实"过程的修正马歇尔试验方法。     

场拌冷再生乳化沥青混合料组成设计及路用性能分析

主要针对场拌乳化沥青冷再生混合料的组成设计,分析冷再生混合料的路用性能.在与半刚性基层混合料以及沥青碎石ATB- 25的变形特性和回弹模量进行比较的基础上,研究冷再生混合料的应用特性,为我国推广沥青混凝土路面场拌冷再生技术提供科学依据.     

乳化沥青就地冷再生技术在干线公路中的应用研究

文章介绍了乳化沥青就地冷再生技术的特点和国内外应用现状。根据旧路状况,设计了再生路面结构和乳化沥青冷再生混合料的配合比,路用性能试验结果表明,乳化沥青冷再生混合料具有较好的力学强度、水稳定性和高温稳定性。根据现场施工经验,总结了乳化沥青就地冷再生的施工工艺,并进行了经济环境效益分析。工程实践表明,乳化沥青就地冷再生是一项"绿色"的道路养护先进技术,具有突出的节能环保优势,提高了道路材料的循环利用率,符合公路交通可持续发展的要求。     

乳化沥青厂拌冷再生技术在开阳高速公路改扩建工程中的应用

为在开阳高速公路改扩建工程推广应用乳化沥青厂拌冷再生技术,研究了级配对乳化沥青冷再生混合料干劈裂强度和干湿劈裂强度比的影响,评价了冷再生混合料的浸水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂强度比和车辙动稳定度等路用性能。在此基础上,使用连续式拌合楼铺筑了乳化沥青厂拌冷再生柔性基层并进行了施工效果评价。结果表明:级配越细乳化沥青冷再生混合料的干劈裂强度和干湿劈裂强度比越高。经过合理配比优选,乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料具有优良的路用性能,采用连续式拌合楼生产乳化沥青冷再生混合料可达到较好的施工效果。