RAP掺量及再生剂对就地热再生沥青混合料配合比设计的影响

就地热再生是一种经济、快速的养护维修技术,其混合料配合比设计受到RAP料级配变异性、新料掺量和再生剂掺量、新沥青用量等多方面因素的影响。本文首先通过在一条路上选取多个代表性试件来消除RAP料级配变异性对试验结果的影响。其次通过对老化沥青三大指标的改善效果确定了再生剂的最佳掺量。最后根据再生混合料的合成级配确定了新料的最优掺量及最优沥青用量。根据试验结果表明,本项目采用25%的新料、6%再生剂以及与之相应比例的RAP料和新沥青时,再生混合料路用性能最佳。     

提高沥青路面热再生RAP料掺配率的技术措施

为了提高沥青路面热再生RAP料的掺配率,促进废旧沥青混合料的再利用,分析了RAP料掺配率较低的原因,提出了双层滚筒烘料、混合料外掺式改性和变细调整级配3种技术措施,选取了AC-10、AC-13和AC-16等3种级配类型及对应的RAP料掺配率100%、75%和55%,试验研究了再生混合料经过外掺式改性前后的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性。结果表明:RAP料的掺配率随着变细调整级配而得到大幅度提高;再生混合料经添加热再生改性剂后,其高温稳定性、水稳定性和低温性能均得到显著提高且满足技术规范的相关要求;后续研究及工程应用表明,采用双层滚筒烘料设备,对提高RAP料掺配率极为有效。     

热再生混合料再生机理和性能测试

沥青路面热再生技术具有经济、快速、环保的特点,且因养护效果好逐渐得到广泛应用。文章对西汉高速回收沥青混合料(RAP)进行抽提试验、筛分试验,得出旧料的沥青含量和矿料级配,表明沥青混合料破坏机理为旧沥青的老化和损失以及粒径在0.075mm~2.36mm范围的细集料大量损失,而粗集料含量仍然满足规范建议值。选定RA-1型再生剂对旧沥青进行了改性,确定再生剂的最佳掺量为5.5%。利用马歇尔试验进行了再生沥青混合料配合比设计,得出了三种RAP掺量下单位质量旧料再生的最佳油石比,需掺加的各档新集料和新沥青质量,通过对再生混合料路用性能检测,结果表明:再生料高温稳定性很好,考虑到实际施工条件和再生料的变异性较大,应重点控制RAP掺量,由低温抗裂性能和水稳性试验结果综合确定RAP掺量应低于85%。     

低温地区橡胶热再生沥青混合料的参数优化及其工作性

为了优化低温地区橡胶热再生沥青混合料的制备参数,以河北张承高速某试验段为依托工程,以抗弯拉强度为评价指标,通过室内小梁弯曲试验,结合数理统计方法分析不同胶粉掺量、胶粉细度以及RAP料掺量对橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响权重及影响规律,并探讨混合料在研究区域的工作性能。研究结果表明,相同条件下AC13级配橡胶热再生沥青混合料的弯拉强度要优于AC16级配的混合料;对于AC13级配,当胶粉掺量为5%,胶粉细度为20目,RAP料掺量为35%时,相应的混合料弯拉强度相对最好。对于AC16级配,当胶粉掺量为5%,胶粉细度为40目,RAP料掺量为35%时,相应的混合料抗弯拉性能相对最好;随着胶粉掺量的增加,两种级配(AC13和AC16)所制备的橡胶热再生沥青混合料的抗弯拉强度均呈减小趋势,胶粉掺量对橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响最大,RAP掺量次之,胶粉细度量的影响最小。胶粉掺量对AC13级配的橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响效应要高于对AC16级配混合料的影响效应;当橡胶热再生沥青混合料的拌和温度在150~190℃之间变化时,其和易性随着拌和温度的增大而不断改善,当拌和温度相同时,AC13级配混合料的施工和易性要优于AC16级配的混合料;橡胶热再生沥青混合料在研究区域具有较好的适用性。     

高比例RAP掺量热再生SMA混合料新旧料融合性及工厂化生产参数研究

新旧料融合性及工厂化生产参数是厂拌热再生混合料技术性能的关键所在。为了优化高比例掺量热再生SMA混合料配合比设计并指导工厂化生产,利用了流变学试验原理和SHRP试验方法,采用抗车辙因子、低温蠕变速率、车辙、约束试验温度应力、四分点加载疲劳试验,研究了橡胶油和芳香油2种再生剂在不同掺量下的热再生混合料新旧沥青转移规律和路用性能。得出了热再生混合料最佳的RAP掺配比例和新旧料转移规律,证明了再生剂掺量的合理性,并用于指导热再生混合料配合比设计与工厂化生产。工程实践证明,本文所确定的再生剂掺量、RAP预热温度、新集料加热温度、混合料拌合温度和拌合时间等工厂化生产参数是合理可行的,可为后续工程实践提供借鉴。     

高掺量RAP热再生沥青混合料路用性能研究

在保证RAP再生沥青混合料路用性能的同时,如何合理利用废旧沥青混合料,对推进废物再生利用具有重大的意义。文章通过对石安高速上面层刨铣料进行抽提筛分试验,评价RAP材料的相关性能;确定了RAP掺量为20%、30%、40%时再生混合料最佳沥青用量,然后开展浸水马歇尔试验、车辙试验、小梁低温弯曲试验、冻融劈裂试验及再生沥青混合料疲劳试验;同时系统地分析了不同RAP掺量对热再生沥青混合料的疲劳性能、高温稳定性、水稳定性以及低温抗裂性的影响规律。研究表明:回收旧沥青的黏度值、延度及软化点均呈现下降趋势;不同的掺配满足各体积指标要求4.75mm的通过率和最佳沥青用量。     

RAP掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响

为了研究RAP(回收沥青路面材料)掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响,突破以往厂拌热再生中RAP掺量较低的瓶颈,通过设计不同RAP掺量的AC-16温拌再生沥青混合料,并对再生混合料的最佳沥青用量、拌和压实温度以及路用性能进行试验,研究温拌再生混合料的性能变化规律。试验结果表明,最佳沥青用量随着RAP掺量的增加而增加,而最佳新沥青用量随着RAP掺量的增加而减少,温拌剂的温拌效果随着RAP掺量的增加而减弱,温再生混合料的路用性能在RAP掺量为40%~50%时变化加剧,最终确定温拌再生沥青混合料的RAP掺量宜控制在40%~50%。     

就地热再生施工沥青混合料级配影响性研究

沥青混凝土路面就地热再生由RAP与新沥青混合料构成再生沥青混合料,分析了就地热再生施工中影响新沥青混合料掺量的因素;通过室内试验设计了有差别的3个再生混合料级配,分别通过改变3个级配的新沥青混合料掺量分析了新沥青混合料掺量对各级配的影响,并对其中两个级配在施工现场取料分析级配变化特点。研究认为:就地热再生施工添加新混合料时,掺量总在波动中,会对再生沥青混合料级配产生影响;设计的再生混合料级配越偏离RAP级配,由新沥青混合料掺量变化导致的再生混合料级配变化越大;在RAP级配可作为再生沥青混合料级配的前提下,推荐设计的再生沥青混合料级配靠近RAP级配。     

RAP掺量对再生沥青混合料的性能影响研究

高RAP掺量再生沥青混合料在我国沥青路面养护中得到越来越多的应用,厂拌热再生中RAP掺量可达到30%～50%,就地热再生中RAP掺量更是达到80%以上。在室内设计RAP掺量为0%、30%、50%、85%和100%的5种AC-13级配沥青混合料,依托UTM试验机分别采用动态蠕变试验、半圆弯曲试验和多重冻融劈裂试验对混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和抗水损害性能进行评价,结果表明:相比新沥青,RAP沥青胶结料高温性能增强而低温性能衰退;随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温抗车辙性能增强,低温抗裂性能和抗水损害性能降低,100%RAP混合料受到级配细化的影响,抗车辙性能不及新沥青混合料;多重冻融劈裂相比单次冻融劈裂能够更好地评价再生混合料的水稳定性。     

高废旧料掺量厂拌热再生技术性能研究

为提高厂拌热再生沥青混合料RAP材料的掺量,研究通过控制RAP材料变异性及恢复其性能等手段对不同RAP材料掺量(矿料的20%、30%、40%、50%)的AC-20再生混合料进行使用性能对比研究。由试验结果可得:对RAP材料进行有效分档,控制RAP材料的变异性,通过掺加再生剂能对RAP材料性能进行有效再生,使高RAP掺量热再生混合料具有很好的使用性能;在实际工程应用中可以根据RAP中沥青的老化情况以及再生路面的层次与要求,将再生混合料中RAP掺量提高到40%以上。     

添加剂对高RAP掺量厂拌热再生沥青混合料路用性能的影响研究

沥青路面铣刨料掺量的提升能够显著提高厂拌热再生沥青混合料的经济环境效益,但同时也对再生混合料级配和性能的稳定性带来了影响,现阶段针对高掺量（RAP掺量超过30%）厂拌热再生沥青混合料性能的评价及研究尚未得到确切而公认的结论。基于室内性能试验研究,通过开展添加剂（再生剂和温拌剂）对高掺量厂拌热再生沥青混合料路用性能的研究,分析添加剂类型及掺量对其各项性能的显著性影响,总结了各类添加剂对不同RAP掺量的厂拌再生沥青混合料各项性能的影响规律。     

基于Evotherm^（TM）温拌再生沥青混合料路用性能的RAP掺量确定

温拌再生沥青混合料（WMRA）是一种节能、环保的新型路用再生材料,且其路用性能随旧沥青混合料（RAP）掺量变化而变化。首先通过抽提试验分离旧沥青、旧集料,并依据规范对其性能进行测试;其次测试不同RAP掺量（0%、30%、40%、50%）条件下的Evotherm^TM温拌再生沥青混合料水稳性能、低温性能、高温性能;基于此分析RAP掺量对Evotherm^TM温拌再生沥青混合料路用性能的影响规律,提出较为合理的RAP掺量。结果表明：旧沥青性能、旧集料级配变化较为显著,而旧集料物理力学性能变化不明显且仍满足规范要求;高温性能不是限制RAP掺量的决定因素;水稳性能随RAP掺量增加呈先增后减趋势,峰值处RAP掺量为40%;低温性能随RAP掺量增加变化规律不明显,但存在一个＂峰值＂,该处RAP掺量为40%;基于沥青混合料路用性能考虑,确定依托工程RAP最佳掺量为40%。     

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。     

回收料掺量对温拌再生SMA沥青混合料性能的影响

为了优化出最佳的回收沥青路面材料(RAP)掺量(质量分数),通过室内试验研究了RAP掺量对Sasobit、Evotherm、Aspha-min三种温拌再生SMA沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳耐久性的影响,并将其与普通SMA和热再生SMA沥青混凝土进行了对比。结果表明:基于表面活性剂的温拌技术可使热再生混合料的出料温度降低20~30℃,采用温拌技术可将RAP掺量提高到50%;3种温拌再生SMA沥青混合料的高温稳定性随RAP掺量的增加先升后降,且在RAP掺量为30%~40%时出现峰值,水稳定性、低温抗裂均随RAP掺量的增加而逐渐降低,增大RAP掺量对温再生沥青混合料低应变水平下的疲劳寿命影响不大,但会大幅度降低高应变水平下的疲劳寿命;温拌再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性较热拌再生沥青混合料差,高温稳定性和低应变水平下的疲劳性能优于热拌再生沥青混合料;在相同RAP掺量情况下,Evotherm温拌再生沥青混合料的综合路用性能最优,RAP掺量小于40%时温再生SMA混合料的各项路用性能均满足现行施工规范的要求,推荐用于温拌再生SMA混合料的最大RAP掺量为40%,工程实践中可根据道路所在气候分区特点综合考虑RAP掺量。     

温拌再生玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为充分利用旧沥青混合料(RAP),减少建筑垃圾对土地的占用及环境污染,文中利用玄武岩纤维力学性能好、与沥青相容性好的特点改善温拌再生混合料的路用性能,通过对再生混合料进行矿料级配设计及路用性能研究,确定沥青最佳用量、再生剂和温拌剂合理掺量;通过对再生混合料进行高温抗车辙试验、低温抗裂试验、抗水毁能力试验,研究不同玄武岩纤维掺量对温拌再生混合料路用性能的影响。结果表明,玄武岩纤维掺量为0.3%时,温拌再生混合料的高温抗车辙、抗水毁及抗渗水能力最优;纤维掺量为0.4%时,温拌再生混合料的低温抗开裂能力最优。     

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。     

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。     

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。     

高掺量RAP厂拌热再生AC-13沥青混合料路用性能研究

基于室内试验对再生沥青混合料的拌和工艺进行研究，确定大掺量RAP厂拌热再生沥青混合料的施工温度与拌和时间；采用马歇尔方法对再生沥青混合料进行配合比设计，并测试再生沥青混合料的路用性能。结果显示：延长拌和时间和提高拌和温度可以有效降低花白料现象，推荐SBS再生沥青混合料的拌和时间为180s，新料加热温度为220℃；随着RAP掺量的增加，再生沥青混合料的高温性能不断提高，低温性能和水稳定性降低。根据我国自然区划推荐RAP掺量为：冬严寒区RAP的掺量不宜超过40%；冬温区不宜超过60%。     

温拌技术在厂拌热再生工程中的应用研究

为了突破厂拌热再生工艺中RAP掺配率低的技术瓶颈,引入了温拌技术推导温拌热再生沥青混合料的RAP可能最大掺配率,并进行混合料性能验证,确定RAP合理掺配率,铺筑试验路。结果证明,50%RAP温拌热再生沥青混合料性能完全满足规范要求,并可提高厂拌热再生路面压实质量。