厂拌热再生沥青混合料低温抗裂与水稳定性研究

基于室内试验测定了回收沥青面层材料中旧沥青、旧集料,新加沥青、新加集料及再生剂的各项性能指标;通过马歇尔试验确定了不同类型再生沥青混合料(AC-16C和AC-13)的最佳沥青用量。通过低温小梁弯曲试验和冻融劈裂试验,分析了不同旧料掺配比例、不同旧料类型、是否添加再生剂及二次老化前后混合料的低温抗裂性与水稳定性。结果表明:再生沥青混合料随旧料掺配比例的增加低温性能逐渐变差;短期水损害对其稳定性影响不大,但抵抗长期水损破坏的能力却大幅下降;旧料类型对再生沥青混合料性能的影响关联不大;添加7%~9%掺量的再生剂对其低温抗裂与水稳定性能的改善效果优于10%掺配比的再生混合料,基本接近新拌沥青混合料;二次老化后再生沥青混合料低温抗裂性能下降较快,虽仍可抵御短期水损害,但对其长期水稳定性影响较大,建议添加一定比例的再生剂。AC-13型再生沥青混合料抵抗低温开裂与水损破坏的能力相比于AC-16C型级配更强,更适合做上面层。     

高寒地区沥青混合料的弯拉特性试验研究

研究了高寒地区沥青混合料的弯拉特性。基于AC-13、AC-16、SMA-16这3种级配,通过弯曲试验研究了不同温度下,不同油石比对沥青混合料弯曲特性的影响。研究表明:沥青混合料弯拉特性与试验温度、油石比和级配直接相关,随着试验温度的增加,沥青混合料的弯拉强度先增大后降低,弯拉应变增大,劲度模量降低,在高寒地区沥青混合料路面面层设计时应充分考虑常年低温的气候条件对沥青混合料实际弯拉特性的影响;在马歇尔试验确定最佳油石比条件下适当提高沥青的用量,采用粒径较大的级配有利于提高沥青混合料的低温抗裂能力。     

热再生沥青混合料低温抗裂性能研究

为了探究热再生沥青混合料的低温抗裂性,通过低温劈裂试验和小梁低温弯曲试验,研究了冻融循环次数对热再生沥青混合料老化前后劈裂抗拉强度、劈裂劲度模量、弯拉强度和弯拉应变等低温抗裂性指标的影响,并与新拌沥青混合料和旧沥青混合料作对比。试验结果表明,热再生沥青混合料和新沥青混合料的低温抗裂性指标都随冻融循环次数的增大逐渐减小。长期老化后,破坏拉伸应变的大小顺序是:旧沥青混合料热再生沥青混合料新沥青混合料,表明热再生使沥青混合料的低温抗裂性得到了一定的改善。     

现场热再生沥青混合料耐久性能试验研究

为了研究热再生沥青混合料的耐久性能,对经不同冻融循环次数、长期老化前后的现场热再生沥青混合料进行劈裂试验和小梁低温弯曲试验,并与新沥青混合料作对比。试验结果表明:随着冻融循环次数的增多,两种沥青混合料的劈裂抗拉强度和劈裂劲度模量都逐渐减小,最后趋于稳定;弯拉强度和弯曲劲度模量都随着冻融循环次数的增多逐渐减小,而最大弯拉应变总体却随冻融循环次数的增多而增大;热再生沥青混合料的劈裂抗拉强度和劈裂劲度模量都小于新沥青混合料,而最大弯拉应变大于新沥青混合料,说明热再生沥青混合料具有较强的低温抗变形能力;老化对热再生沥青混合料的影响大于新沥青混合料。     

厂拌热再生混合料低温和抗水损害性能试验研究

为了验证厂拌热再生沥青混合料的低温和抗水损害性能,在旧料掺量为30%的再生混合料配合比设计的基础上,进行了劈裂试验、冻融劈裂试验、冻融循环试验等路用性能试验研究,同时设计相同级配的全新料作为对照组。试验结果表明,旧料掺量为30%的再生料低温和抗水损害性能与全新料的性能相差不大,满足使用性能要求。     

温拌再生沥青混合料路用性能分析

为深入研究不同比例旧料掺量对沥青混合料路用性能的影响,通过对旧料沥青性能进行分析,确定再生剂最佳掺量,借助车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验对再生沥青混合料的路用性能进行系统研究,试验结果表明,温拌再生沥青混合料低温性能和水稳性能高于热拌再生沥青混合料;掺加旧料对温拌沥青混合料的动稳定度在一定程度上有所改善。     

高模量沥青混合料疲劳性能试验研究

采用控制应力的方式进行三分点加载的弯曲试验对不同级配、不同油石比、不同旧料掺量下的高模量沥青混合料疲劳特性进行了试验研究。试验结果表明:接近AC-20中值的级配C疲劳性能最优;随着油石比的增大,高模量沥青混合料的疲劳性能不断提升;掺加旧料后,高模量沥青混合料的疲劳性能有所降低。随着旧料掺量的增加,混合料的疲劳性能先提高后降低,在旧料掺量为40%时达到最优。     

不同粗细级配的橡胶沥青混合料路用性能对比研究

为了研究橡胶沥青混合料的路用性能,选用AC-13(粗)、AC-13(中)和AC-13(细)3种级配,研究了橡胶颗粒目数对混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性的影响。试验结果表明,相比于基质沥青混合料,橡胶沥青混合料具有更好的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性;级配不同,混合料高温稳定性最佳时对应的橡胶颗粒目数不同;随着橡胶颗粒目数的增大,最大弯拉应变逐渐增大,橡胶沥青混合料的低温抗裂性逐渐提高;3种橡胶沥青混合料的冻融劈裂强度比都大于80%,橡胶颗粒粗细对沥青混合料水稳定性的影响较小;AC-13(细)沥青混合料的水稳定性最好。     

就地热再生过程中老化沥青混合料性能评价

为了提高沥青路面就地热再生过程中老化混合料的利用效率,对老化混合料性能进行研究。对老化混合料进行抽提筛分试验,发现沥青损失量较少,但针入度和延度衰退超过50%,粗 集料明显细化。制备了三种混合料,包括路面回收旧料A、与旧料级配一致的新料B和与旧料初始级配一致的新料C,分别对其进行性能评价。动态模量试验结果显示,沥青老化和级配衰减对沥青混合料黏弹性力学响应产生不利影响;A的冻融劈裂强度比仅为51.9%,表明抗水损害能力严重下降;A与C的高温稳定性接近,表明旧料高温稳定性保持稳定;A的抗弯拉强度、破坏应变、应变能密度分别是B的62.5%、32.3%和13.2%,表明旧料低温抗裂能力显著下降。上述试验结果表明,沥青老化和级配衰变皆对就地热再生沥青混合料性能产生影响：对水稳定性和低温抗裂性影响显著,对高温稳定性影响较小;但两因素的具体贡献比例有待进一步研究。     

再生沥青混合料路用性能及路面修补应用研究

通过采用高温车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验以及4点梁疲劳试验方法,研究了旧沥青混合料掺量对再生沥青混合料各项路用性能的影响。研究表明:旧料的掺入可以有效提升混合料的动稳定度;旧料的掺入会导致混合料的低温抗裂性能、抗水损害性能以及抗疲劳性能逐渐下降;在保证再生沥青混合料路用性能满足规范要求的同时,综合对旧沥青混合料利用率最大化的考虑,确定了旧沥青混合料40%的较优掺量,并结合实际工程验证了该旧料掺量再生沥青混合料良好的路面应用效果及经济效益,研究成果可为废旧沥青混合料的再回收利用研究提供有益参考。     

基于灰熵法的沥青混合料低温抗裂性能影响因素研究

通过小梁低温弯曲试验测试沥青混合料的临界弯拉应变指标,运用灰熵法分析影响沥青混合料低温抗裂性因素——集料级配、石料种类、沥青针入度、沥青用量、空隙率、4.75 mm筛孔通过率及拌和温度等的显著性。研究结果表明:沥青用量、沥青针入度、集料级配对沥青混合料低温抗裂性具有较显著影响。     

厂拌热再生沥青混合料性能影响因素分析评价

基于正交试验设计方法,以大量的室内再生沥青混合料路用性能试验为基础,对旧料掺配率和拌和工艺两种因素进行分析。结果表明,不同的拌和工艺对厂拌热再生沥青混合料的高温抗车辙、抗水损害性能影响显著,而旧料掺配率对再生沥青混合料的低温抗裂性能影响显著。旧料掺配率为30%以及采用旧料和再生剂在热熔状态下先行拌和,之后加入新补充的石料,再加入新补充沥青和矿粉,该种拌和工艺生产的再生沥青混合料综合性能理想。     

温拌再生混合料配比设计及压实温度试验研究

进行温拌再生混合料AC-16配比设计,确定其级配组成比例及再生剂、温拌剂掺量,并以此AC-16再生混合料制作试验试件,确定最佳压实温度,最后分析RAP掺量对温拌再生混合料压实温度的影响程度。研究结果表明:AC-16温拌再生沥青混合料的最佳油石比为3.7%,再生剂的最合适掺入量为老化沥青的7%,温拌剂的最合适掺量为沥青的0.6%;温拌再生沥青混合料125℃压实温度下的各技术指标都符合相关规定的要求。RAP掺量控制在40%以下更有利施工中混合料质量的控制。     

不同级配厂拌热再生沥青混合料路用性能研究

为了对比研究不同级配厂拌热再生沥青混合料的性能,通过试验,研究了RAP掺量对AC-16和AC-20两种厂拌热再生沥青混合料高温稳定性、水稳定性和疲劳性能的影响。试验结果表明:随着RAP掺量的增多,两种沥青混合料的动稳定度都逐渐增大;水稳定性表现出先变好后变差的趋势,当掺量为25%时,两种沥青混合料的水稳定性都最好;疲劳寿命都随RAP掺量的增多逐渐降低。相同RAP掺量下,AC-20的高温稳定性优于AC-16,而AC-16的水稳定性和耐疲劳性能优于AC-20。     

厂拌热再生AC-16C沥青混合料在路面下面层的应用

结合如皋养护工程,对厂拌热再生AC-16C沥青混合料进行了相关应用研究,重点对旧料的掺配比例确定及相关配合比设计方法进行分析,并通过性能验证表明,厂拌热再生沥青混合料路用性能达到或超过新拌沥青混合料。同时对AC-16C厂拌热再生混合料施工工艺及控制需要注意的事项进行了探讨。     

基于不同成型方式的沥青混合料性能研究

基于Superpave旋转压实和马歇尔击实成型方法,简单介绍了Superpave沥青混合料配合比的设计过程,并通过车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验及浸水马歇尔试验,对比分析了在两种不同成型方式下AC-20沥青混合料最佳油石比、高温抗变形、低温抗开裂及水稳定性能差异,结果表明:成型方式对沥青混合料性能影响显著,采用旋转压实成型沥青混合料确定的最佳油石比要小于马歇尔击实方法,且动稳定度提升约26%,冻融劈裂比及残留稳定度升高约2%,破坏弯拉应变基本相同,综合路用性能更优。     

压实对AC-20沥青混合料性能影响研究

为对比分析不同成型方式对AC-20 沥青混合料性能的影响规律,基于3种不同类型的AC-20混合料级配类型,分别采用马歇尔法和旋转压实法制备AC-20混合料试样,测试其高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,分析压实方式对AC-20混合料性能的影响规律。 结果表明,随着压实次数增加,AC-20混合料的最佳油石比呈现逐渐降低的趋势;而相同压实次数下,使用旋转压实法制备的混合料的最佳油石比略小于使用马歇尔法制备的混合料的最佳油石比;经压实125次制备的试样的马歇尔稳定度、动稳定度、抗弯拉强度、破坏应变以及冻融劈裂强度比,相较压实次数75次的试样分别提升了20%、18%、4%、3%和2%;相同压实次数下,旋转压实法制备的试样的马歇尔稳定度、动稳定度、抗弯拉强度、破坏应变以及冻融劈裂强度比,相对于压实次数75次的试样分别提升了13%、15%、10%、5%和2%。     

植物油再生沥青混合料路用性能评价

通过室内试验确定了植物油再生沥青混合料配合比、再生剂掺量等参数,并对不同旧料比例、不同再生剂混合料性能进行对比分析。结果表明,旧料掺量分别为20%和35%时,植物油再生混合料比RPO再生混合料动稳定度分别提升7.8%和7.0%;对于低温性能的改善,旧料掺配比例在20%~35%间,存在最佳掺量值;当旧料掺加量为20%时,植物油再生剂水稳定性比老化前的混合料有了一定程度的改善。     

厂拌热再生沥青混合料的最佳RAP掺量研究

将回收沥青路面材料(RAP)进行分为两档,并分别检测各档中沥青含量与矿料级配,通过马歇尔试验确定了厂拌热再生沥青混合料AC-13与AC-20在RAP掺量为10%,20%,30%,40%,50%条件下的最佳沥青用量及配合比。在最佳沥青用量的条件下,分析RAP掺量变化对再生沥青混合料高温性能、低温性能和水稳定性能进行研究,最后通过修筑试验路对厂拌热再生沥青混合料的路用性能进行验证。结果表明:再生沥青混合料的低温性能和水稳定性能随着RAP掺量的增加呈现先提高后下降的趋势,在30%RAP掺量时达到峰值;高温性能随着RAP掺量的增加而提高,综合各项性能推荐采用30%作为RAP掺量。     

基于平衡设计的RAP最佳掺量确定方法研究

为确定RAP最佳掺量,试验测试了RAP掺量为20%、40%、60%和80%的GAC-25再生沥青混合料的单轴贯入强度和低温弯拉应变,以试验结果的均值比交叉点作为再生沥青混合料抗裂性能和抗车辙性能平衡点,结果表明:RAP最佳掺量为50%。在广州市机场高速公路中应用掺50%RAP的GAC-25再生沥青混合料,为类似工程提供参考依据。