基于动态模量试验的热再生沥青混合料性能评价

本文采用动态模量试验测定了不同掺量热再生沥青混合料的动态模量与相位角,并与全新热拌沥青混合料进行对比,深入分析热再生混合料的力学性能特点。结果表明:热再生沥青混合料的动态模量大于全新料,并且随着RAP掺量的增加,模量的增大幅度也随之增加。相位角变化规律表明:旧料掺量对于热再生沥青混合料的低温抗裂性能影响严重。高RAP掺量热再生沥青混合料表现出与新沥青混合料完全不同的力学响应模式。车辙性指标E*/sinδ的变化规律与动态模量类似。     

基于SPT试验的沥青混合料高温稳定性评价方法研究

为了分析动态模量|E*|、|E*|/sinφ指标预测评估沥青混合料高温稳定性的可靠性,进行了在不同应变和频率下的SPT动态模量试验,研究了沥青混合料的动态模量与相位角随频率的变化规律,同时对不同沥青混合料的动态模量|E*|及抗车辙因子|E*|/sinφ进行了对比分析。结果表明:沥青混合料不同频率下动态模量E*和|E*|/sinφ变化趋势大致相同,表明|E*|/sinφ可以作为SPT动态模量试验评价沥青混合料高温抗变形能力的参考指标;30#普通沥青混合料的高温抗变形性能最强。     

高比例RAP厂拌热再生沥青混合料在广惠高速公路试验与评价

针对高比例厂拌RAP热再生沥青混合料开展了应用研究,通过小梁弯曲试验对比评价了RAP比例分别为0％、30％、45％的热再生沥青混合料变形性能,并对RAP比例分别为0％、30％、45％的热再生沥青混合料在广惠高速公路开展了试验段研究,检测评价了试验路的抗车辙、弯沉及回弹模量特点,分析了高比例RAP热再生沥青路面性能特点,总结了高比例RAP厂拌热再生沥青路面试验段应用情况.     

高RAP掺量热再生沥青混合料动态流变性能研究

为研究热再生沥青混合料在不同温度区间的动态流变性能,通过动态模量试验,测定不同温度时,动态模量E*、相位角θ、疲劳因子E*sinθ和车辙因子E*/sinθ随加载频率和RAP掺量的变化。试验结果显示,随着频率的增大,动态模量逐渐增大,而相位角随频率的变化规律与温度有关。RAP的掺入会使动态模量增大,相位角减小;随着RAP掺量的增多,中温时的疲劳因子逐渐增大,抗疲劳性能降低;当RAP掺量大于50%时,抗疲劳性能大幅降低;高温时车辙因子随RAP掺量的增多逐渐增大,抗车辙能力逐渐增强,当RAP掺量大于50%时,再增大RAP掺量对车辙因子的提高幅度有限。综合考虑当RAP掺量为50%时,沥青混合料在具有良好高温性能的同时能兼顾较好的中低温性能。     

泡沫温拌再生沥青混合料力学性能研究

为了研究不同掺量废旧沥青混合料RAP对泡沫温拌再生沥青混合料力学性能的影响,分别对0%、20%、30%RAP掺量的混合料进行动态模量试验。采用Sigmoid函数拟合得到参考温度T=20℃时的动态模量主曲线,并基于缩减频率f_r对沥青混合料的服役温度进行划分,最后预测得到不同RAP掺量混合料在高温区域的动态模量。试验结果表明:提高RAP掺量能提高混合料的动态模量,尤其在低频高温区内。而在高频低温区,不同RAP掺量主曲线相差不大。当泡沫温拌再生沥青混合料的温度为55～70℃时,预估得到不同RAP掺量的泡沫温拌再生沥青混合料动态模量。当混合料受到的影响温度越高,掺加RAP对提高混合料的模量越有利。     

泡沫温拌再生沥青混合料回弹模量与动态模量的试验研究

为了研究不同RAP掺量对泡沫温拌再生沥青混合料模量的影响，明确泡沫温拌再生沥青混合料的力学性能和黏弹特性，对RAP掺量为0、20%、30%的泡沫温拌再生沥青混合料分别进行回弹模量和动态模量试验。利用回弹模量荷载～变形曲线及应力～应变曲线分别计算得到混合料的加载变形L₀、残余变形L₃以及耗散能W_i。此外，通过构建动态模量主曲线，预测55～70℃范围内动态模量。利用Cole-Cole曲线分析RAP对混合料玻璃态转化温度T_g的影响。研究结果表明，掺加RAP提高了混合料的回弹模量和动态模量，随着RAP掺量的增加，混合料的加载变形L₀、残余变形L₃以及耗散能W_i均有所降低。动态模量主曲线预测结果表明，当温度为70℃时，掺加30%RAP时动态模量比0 RAP和20%RAP分别提高了63.6%和52.3%。Cole-Cole曲线表明，添加RAP后混合料的玻璃态转化温度T_g由5℃向20℃偏移。上述指标均能够有效评价泡沫温拌再生沥...     

基于高模量剂和Terminal blend橡胶沥青复合改性技术耐久性高RAP掺量热再生混合料性能研究

为突破高RAP掺量厂拌热再生混合料RAP掺配比例低、低温性能、水稳定性和耐久性差的技术瓶颈,以法国高模量沥青混合料性能评价体系为依托,基于Terminal blend橡胶沥青与高模量剂复配技术进行了Terminal blend与PR.S复合改性沥青性能试验、Terminal blend与PR.S复合改性50%RAP掺量热再生混合料EME2设计、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验,及MMLS1/3和四分点加载疲劳试验,研究了TB+高模量复合改性沥青用于高RAP掺量热再生混合料的可行性和耐久性。试验结果表明,12%TB+0.6PR.S、18%TB+0.6PR.S、22%TB+0.6PR.S 3种TB胶粉改性沥青与高模量剂复配方案下改性沥青的高低温性能均可达到甚至优于SBS改性沥青,工程实践中可优先采用18%TB+0.6PR.M复合改性方案掺配比例来改善沥青混合料的高低温性能。基于TB与高模量复配技术所生产的耐久性高RAP掺量热再生混合料具有沥青用量高、模量高、空隙率小、抗车辙性能和抗疲劳性能优良的技术特点;Terminal blend橡胶沥青与高模量剂复合改性高RAP掺量热再生混合料抗高温、重载条件下的剪切变形能力和剪切疲劳破坏强度均优于SBS热再生混合料,TB与高模量复配方案是改善高RAP掺量热再生混合料耐久性和极端气候条件下耐候性的有效途径。     

沥青混合料动态黏弹性的分数阶微分本构模型

为准确描述沥青混合料的动态黏弹性力学行为,在分数阶微分Zener模型(FDZ模型)的基础上,提出了一种改进的分数阶微分Zener模型(mFDZ模型),给出了频域内动态模量、存储模量、损耗模量和损耗正切等动态黏弹性能表达式,它们满足Kronig-kramers关系。mFDZ模型参数通过两步确定,一是结合不同温度和加载频率下沥青混合料的复模量试验结果,通过Wicket图给出了mFDZ模型中与温度无关的模型参数,二是利用时间-温度等效原理与WLF方程确定了与温度相关的模型参数,同时得到了沥青混合料动态黏弹性能主曲线。将mFDZ模型与FDZ模型和Sigmoid函数经验模型进行比较,结果表明:传统Sigmoid函数经验模型和FDZ模型只能描述具有对称性的动态黏弹特性,而mFDZ模型能够准确描述沥青混合料的动态黏弹性能的非对称特性,且模型与试验结果吻合良好,克服了传统Sigmoid函数经验模型和FDZ模型的不足,为沥青混合料动态黏弹性力学行为的本构描述提供了新的思路与参考。     

基于动态模量试验的不同纤维沥青混合料高温性能研究

通过掺加纤维的方法提升沥青路面的力学性能已逐渐成为当前的研究热点，为全面深入地探讨纤维对沥青混合料高温稳定性的影响，针对掺加聚丙烯纤维、聚酯纤维和聚丙烯腈纤维的沥青混合料，开展了车辙试验和不同温度及加载频率下的动态模量试验，得到了3种不同纤维沥青混合料的动态模量值|E^*|、相位角φ及|E^*|/sinφ指标，并对比分析了沥青混合料在掺加纤维前后的动态模量试验指标的变化规律。结合时温等效原则，利用Sigmoidal函数确定了不同纤维沥青混合料的动态模量主曲线。采用灰熵关联分析法对动稳定度与动态模量、|E^*|/sinφ指标进行关联性分析。结果表明：纤维的掺入能有效提高沥青混合料的动态模量，从而改善其高温抗车辙性能，其中以聚丙烯腈纤维的作用效果最为显著；通过主曲线可以预测纤维沥青混合料在更宽温度域或频率域的动态模量值，以至更全面地描述混合料在动态荷载下的力学响应；纤维沥青混合料的动稳定度与动态模量、|E^*|/sinφ指标的关联性良好，进一步论证了动态模量试验评价沥青混合料高温稳定性能的实用性。     

聚酯纤维和TB胶粉对高RAP掺量沥青混合料路用性能和自愈合性能的影响

为改善高比例RAP掺量(RAP掺量≥25%)热再生混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,研究了不同TB胶粉掺量(14%、18%、22%)和聚酯掺量(0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)条件下纤维TB胶粉复合改性高RAP掺量热再生混合料的路用性能、抗疲劳耐久性能和自愈合性能。结果表明,SBS改性沥青热再生混合料在水温耦合作用下并未呈现出较好的抗车辙性能和水稳定性,热再生混合料的路用性能不仅取决于沥青、集料的性能,也受新旧料交融程度及新沥青与老化沥青的配伍性。掺加聚酯纤维与TB胶粉复合改性剂可显著提高热再生混合料的高低温性能、水稳定性,在0.3%~0.4%聚酯纤维和18%~22%TB胶粉掺量时高RAP掺量热再生混合料高低温性能达到最优。0.3%~0.4%聚酯纤维与18%~22%TB胶粉复合改性方案下热再生混合料低温弯曲应变可达到3 500~4 200με,克服了高RAP掺量热再生混合料低温性能差的技术缺陷。证明了TB胶粉对热再生混合料自愈合性能的改善效果,在14%~18%TB胶粉掺量范围内,热再生混合料的劲度模量恢复率可达67.6%~76.9%,疲劳寿命恢复率可达57.6%~74.3%,劲度模量恢复率为基质沥青、SBS改性沥青热再生混合料的2.9~3.1倍、1.9~2.2倍。     

ECA-10型沥青混合料动态性能研究

为了确定ECA-10型沥青混合料的动态性能,采用简单性能试验仪进行动态模量试验和动态蠕变试验,运用时温等效原理和修正Burgers模型分别构建了ECA-10型沥青混合料的动态模量主曲线和黏弹性力学模型。研究结果表明:相同温度和加载频率下,ECA-10型沥青混合料动态模量普遍较高,抗变形能力较强;依据Sigmoidal函数方程,建立了参考温度为20℃时ECA-10型沥青混合料的动态模量主曲线,线簇光滑连续,具有较高的拟合度。在相同荷载作用次数下,ECA-10型沥青混合料随着温度或偏应力的增大,其动态蠕变逐渐增大。建立了重复荷载作用下ECA-10型沥青混合料黏弹性力学模型,相关性系数在0.98以上,其拟合结果与实测结果吻合较好。     

厂拌热再生沥青路面应用研究

结合甘肃省白银市境内2017年国道109线非收费公路养护维修工程高比例RAP料热再生试验段的施工实践,开展热再生沥青混合料在养护维修工程中的应用技术与质量控制研究。对试验结果分析表明,再生沥青混合料性能与RAP掺量的关系,RAP掺量增加,其高温性能改善;RAP掺量增加,其水稳性下降;RAP掺量增加,其疲劳性性能减弱;RAP掺量增加,其低温性能变化不大。再生沥青混合料的生产是厂拌热再生的核心技术,关键在于控制拌和温度和准确计量RAP料中的沥青含量。沥青路面再生技术使得废旧RAP料得以利用,节约资源,降低成本;使废旧RAP料少占土地和减少污染,环境效益显著。研究成果将为我省沥青路面再生提供详实的技术参考。     

不同RAP掺量热再生混合料力学性能研究

RAP材料的加入显著影响了沥青混合料的力学参数,因此直接参考规范取值是不合理的做法,系统研究了RAP掺量对热再生混合料抗压回弹模量、动态模量以及劈裂强度的影响,建立了热再生混合料抗压回弹模量与RAP掺量之间的回归关系式,并推荐了不同RAP掺量热再生混合料合理的模量取值范围,为沥青路面热再生混合料路面设计提供参考依据。     

热再生沥青混合料动态模量试验研究

为了对热再生沥青混合料的动态特性做进一步的研究,采用简单性能试验机（SPT）采用不同温度和荷载频率分别测试了热再生沥青混合料和普通热拌沥青混合料在动态模量与相位角。在分析以上实验数据的基础上进一步分析了荷载频率、试验温度对沥青混合料动态特性的影响。依据时一温等效原理,借助西格摩德（Sigmoidal）函数通过拟合最终确定了两种沥青混合料动态模量主曲线和位移因子。结果表明热再生沥青混合料其动态模量与普通沥青热拌混合料基本相当,其力学性能得到一定程度的恢复。     

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℃。     

温拌再生沥青混合料疲劳性能

本文通过对添加回收旧料(RAP)温拌沥青混合料与未添加再生剂的沥青混合料进行劲度模量和疲劳性能的试验研究。选用Sasobit和Aspha-min两种温拌剂制备温拌沥青,制备5种不同的沥青混合料,掺法分别为30%RAP,30%RAP和温拌剂(Sasobit,Aspha-min),30%RAP、温拌剂和再生剂。结果表明,添加温拌剂与普通沥青混合料添加RAP在劲度模量上没有明显的变化,而间接拉伸疲劳试验结果表明在不同试验温度条件下,添加温拌剂和再生剂的沥青混合料疲劳性能明显提高。     

热拌与温拌再生沥青混合料使用性能比较研究

为了对比分析热拌与温拌再生沥青混合料使用性能,开展了不同RAP掺量的热拌与温拌再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性、抗压回弹模量及劈裂强度等使用性能试验。试验结果表明:与热拌再生沥青混合料相比,温拌的高温性能优势明显,但低温抗裂性能略差,且随RAP掺量的增加,无论是热拌还是温拌,其高温性能均提高显著,而其低温抗裂性能却不断降低;两种混合料的15℃和20℃抗压回弹模量与15℃劈裂抗拉强度均随RAP掺量的增加而增大,相同RAP掺量下,热拌值略大于温拌值。总之,除低温抗裂性随RAP掺量的增加稍减小外,其它各项性能指标均有不同程度地提高。     

高比例RAP掺量橡胶热再生混合料路用性能与改性机理研究

为改善高比例RAP掺量(RAP掺量≥25%)热再生混合料的低温抗裂性和抗疲劳耐久性,提高RAP的掺配比例,研究了不同橡胶粉掺量(12%、14%、16%)和RAP掺量(30%、40%、50%)条件下纤维橡胶热再生混合料的工厂化生产参数和路用性性能,并进行了试验路铺筑。试验结果表明,掺加纤维和橡胶沥青可提高普通热再生混合料的高温稳定性,尤其是低温抗裂性和抗疲劳耐久性改善程度纤维橡胶改性热再生混合料性能可用于表面层,其经济效益和社会效益显著。推荐用于纤维橡胶沥青热再生混合料的适宜橡胶粉掺量为14%~16%。纤维和橡胶沥青对高比例热再生混合料的改性机理在于橡胶沥青增加了新旧沥青的融合程度,增强了老化沥青的活性和柔性,聚酯纤维在热再生混合料共混体中通过吸附稳定作用、纤维界面增强作用、加筋阻裂作用显著提高了热再生混合料的低温抗裂性和抗疲劳耐久性。     

废旧SMA用于热再生沥青混合料的性能研究

SMA沥青玛蹄脂碎石混合料以其优异的性能被广泛应用于高等级道路的表面层中,随着早期修筑的SMA路面已逐渐进入养护维修期,其再生利用问题日渐引起重视。废旧SMA沥青含量高、集料质量好,应该具有更高的再生利用价值,将废旧SMA通过再生形成SMA沥青混合料可实现废旧SMA的高附加值利用。本文通过试验研究评价再生沥青混合料的路用性能、疲劳性能和力学性能,结果表明,不同RAP掺量的SMA再生沥青混合料路用性能可满足规范要求;随着RAP比例增加,再生SMA-13沥青混合料动态模量逐渐增大,而其疲劳性能逐渐降低,但废旧SMA比例控制在30%以内,其疲劳性能是可以接受的。     

RAP掺量对SBS改性沥青热再生混合料性能影响分析

以废旧SBS改性沥青混合料为研究对象,测试了废旧沥青混合料料(RAP)掺量对热再生沥青混合料马歇尔稳定度、动稳定度、水稳定性、低温抗裂性、模量等技术性能的影响,提出了RAP的最佳掺配比例。