发泡温拌沥青混合料Superpave设计与性能研究

以Superpave沥青混合料设计方法和SUP-13混合料为基础,4%空隙率为设计体积指标,确定发泡温拌沥青混合料的拌和与击实温度,并对发泡温拌沥青混合料的水稳定性、动稳定度和低温弯曲性能进行检验,利用Superpave旋转压实曲线分析发泡温拌沥青混合料的压实特性。研究结果表明:在低于21℃的情况下,发泡温拌沥青混合料的压实效果与热拌沥青混合料的路用性能差异较小,发泡温拌沥青混合料可用于沥青路面温拌施工。     

发泡温度对泡沫温拌橡胶沥青高温性能的影响

为了探究橡胶沥青的发泡温度对泡沫温拌橡胶沥青高温性能的影响,通过软化点值以及DSR温度扫描试验获得的破坏温度值,评价不同沥青发泡温度下的泡沫温拌橡胶沥青胶结料的高温性能。并分别采用不同发泡温度下得到的泡沫温拌橡胶沥青胶结料进行混合料的拌制,通过空隙率试验和车辙试验对泡沫温拌橡胶沥青混合料的压实性和高温稳定性进行评价。试验结果表明:橡胶沥青发泡温度对泡沫温拌橡胶沥青的高温性能具有重要的影响,橡胶沥青发泡温度低于180℃时,发泡效果较差。橡胶沥青胶结料在发泡温度为185~190℃的情况下,所得到的泡沫温拌橡胶沥青胶结料及泡沫温拌橡胶沥青混合料的压实性和高温性能最优。当发泡温度再升高时,其高温性能变差。     

聚酯还原型泡沫沥青的发泡效果研究

为进一步实现增加泡沫沥青冷再生技术中旧沥青混凝土回收料的利用比例,在泡沫沥青再生技术加入还原剂是一种新兴技术。结合上海市青浦区的实体工程,根据原有老化状况判定需要掺入聚酯还原剂的情况下,对新型泡沫沥青基于现有发泡理论,探究沥青温度和用水量对加入聚酯还原剂的沥青发泡的影响,进而重点研究膨胀率和半衰期随之变化的规律。研究表明,聚酯还原型泡沫沥青的膨胀率、半衰期和发泡指数可以有效的评价沥青发泡效果,它的发泡量较普通泡沫沥青更大,但泡沫平均直径略小。与普通泡沫沥青相似,膨胀率和半衰期随用水量呈相反的趋势,用水量和沥青温度对发泡效果有显著影响;同一温度条件下,随着用水量的增加,膨胀率提高,半衰期降低;用水量相同的情况下,温度越高膨胀率越大,但温度达到160℃时,膨胀率并不随着沥青温度的升高而增大,不同温度的沥青都对应不同的最佳发泡用水量。最终给出了聚酯还原型泡沫沥青的最佳发泡条件为沥青温度130℃、用水量为3.9%时,其泡沫沥青的膨胀率为20.5、半衰期为20.5 s。     

发泡温拌沥青混合料配合比设计方法分析

在室内沥青发泡最佳组合条件下,提出了发泡温拌沥青混合料的配合比设计方法。以Sup25发泡温拌沥青混合料为例,首先变化成型温度确定了发泡温拌沥青混合料最佳成型温度相对同级配的热拌沥青混合料可降低20~30℃;其次,通过改变旋转次数,确定了发泡温拌沥青混合料设计旋转次数为100次;然后通过理论计算与实际分析,提出了可参照热拌沥青混合料的发泡温拌沥青混合料的配合比设计指标及成型方法,为今后发泡温拌沥青混合料在我国的应用推广提供理论支撑。     

水发泡温拌再生沥青混合料水稳定性研究

以密级配沥青混合料AC-20为例,采用冻融劈裂试验方法,用劈裂强度比(TSR)来评价水稳定性能,重点研究了温度、RAP掺量、添加剂和发泡水量对水发泡温拌再生沥青混合料水稳定性的综合影响。研究结果表明,旧沥青混合料(RAP)烘干温度相同时,水发泡温拌再生沥青混合料的TSR值随新料加热温度和混合料的击实温度增加而增大,水稳定性增强,尤其在有添加剂或旧料掺量增加时,温度对其水稳定性的影响更明显;但当旧料烘干温度升高时,再生沥青混合料的水稳定性有所减弱;在温拌再生沥青混合料中添加液体抗剥落剂和消石灰后,其TSR值有较明显的增长,消石灰的改善效果略好;相同试验条件下,随着旧料掺量的增加,水稳定性会有所减弱;旧料掺量不同时,发泡水量对水稳定性的影响呈现出不同的规律。     

基于水基发泡的温拌沥青混合料压实性能试验研究

为探究泡沫温拌沥青混合料的压实特性,基于灰色关联理论分析了沥青温度和发泡用水量对沥青发泡效果的影响。并基于最佳发泡条件,通过室内试验研究了压实温度对泡沫沥青混合料力学性能的影响;采用变击实功马歇尔击实试验探究了压实参数随击实次数的变化规律。研究结果表明,发泡用水量对沥青发泡效果影响较大,当用水量为3.6%时,混合料内部残留水最少,压实效果最好;与普通热拌沥青混合料相比,泡沫温拌沥青混合料的压实温度可降低30℃,减少了约14.3%的CO_2和5.6%的苯可溶物排放;随着击实次数的不断增加,压实度和稳定度分别呈幂函数与线性增长,当连续击实次数100次时,试件变得较难以击实;基于压实系数模型计算得到,泡沫沥青混合料达到最佳密实度所需的最小击实次数为155次。     

基于正交试验的水发泡温拌沥青混合料体积性能研究

设计一组4因素3水平的正交试验L9(34),研究了马歇尔击实次数、沥青发泡用水量、沥青含量和击实温度对水发泡温拌沥青混合料体积性能的影响,得出发泡温拌沥青混合料的最佳配合比设计组合为双面击实75次,发泡用水量1.5%,沥青含量4.9%,击实温度130~135℃。在此最佳配合比设计组合下成型的马歇尔试件相关体积性能和热拌沥青混合料差异很小,能够实现降温10~15℃,为发泡温拌沥青混合料的配合比设计和施工提供了参考依据。     

发泡温拌沥青混合料路用性能评价

在沥青发泡最优组合方式下,对发泡温拌、有机添加剂温拌和热拌沥青混合料的高温、低温、水稳定性、疲劳性能进行对比分析,得出发泡温拌沥青混合料的各项性能均满足规范要求,且与热拌沥青混合料性能最接近,并略优于有机添加剂温拌沥青混合料。     

半温拌泡沫沥青混合料水稳定性及压实特性研究

根据自主设计的试验环境,借助马歇尔试验和间接抗拉强度试验,以空隙率和间接抗拉强度比作为评价指标进行半温拌泡沫沥青混合料的压实特性及水稳定性能研究,并对空隙率和间接抗拉强度的显著性进行统计分析,探讨混合料之间的相关程度。试验结果表明:费托合成蜡(FT)有助于改善沥青的发泡性能,显著提高膨胀率和半衰期;添加2.5%FT的半温拌泡沫沥青混合料,在降低施工温度45℃条件下,可保证压实特性与水稳定性能与普通热拌HMA水平相当;水稳性能与空隙率呈良好的负相关,建立了二者之间的关系方程。     

MEEKER温拌沥青发泡设备

在我国,泡沫沥青温拌技术不能广泛应用的主要瓶颈是国内大多施工单位采用间歇式沥青混合料生产设备,没有与之配套的温拌沥青发泡设备,不能使沥青在极短的时间内大量、集中、间歇地发泡并喷入拌缸。MEEKER温拌沥青发泡设备填补了这项国内空白,它由美国MEEKER机械设备有限公司制造,经过沧州市市政工程公司近几年来道路工程实践证明,使用MEEKER沥青发泡设备生产的泡沫沥青温拌混合料具有以下优点。     

泡沫温拌沥青的发泡条件与性能研究

为了推动温拌沥青混合料技术在公路或城市道路修建与维养中的应用,对温拌沥青的最佳发泡条件进行试验研究,并对最佳发泡条件下沥青发泡前后的性能进行对比,验证了沥青发泡后性能的可靠性。温拌沥青混合料技术的实施可以有效降低有害气体和粉尘对周围环境的干扰,具有明显的环保效益和社会效益。     

不同发泡条件下泡沫温拌沥青的黏度变化

为了改善实际工程中沥青混合料的施工和易性,保证降温施工时成品的质量,采用布氏黏度法,在不同沥青温度和不同发泡加水量条件下,分别对壳牌90#基质沥青和成品橡胶沥青发泡前后的黏度变化规律进行研究。结果表明:黏度对泡沫温拌沥青的发泡温度和用水量均具有良好的敏感性,将其作为泡沫温拌沥青的性能评价指标具有一定的合理性;当沥青温度过高或者用水量过大时,黏度变化规律并不能反映实际的发泡效果;在实际工程中,应严格控制泡沫温拌沥青的发泡温度及用水量。     

温拌(半温拌)泡沫沥青混合料发展现状

泡沫沥青混合料是在常温条件下通过泡沫沥青和集料拌和而成,拌和时集料温度变化对泡沫沥青混合料的特性有重要的影响。在发泡处理之前适度加热集料(高于环境温度但小于100℃)可显著改善混合料性能,与相同级配的冷拌沥青混合料比较,沥青的裹附性、混合料的粘聚力、抗拉强度以及压实度都显著提高。半温拌沥青混合料比热拌沥青混合料节省了多达40%的能源,而且在较高试验温度下表现出相近疲劳性能和较小的相位角,相对于冷拌沥青混合料,半温拌泡沫沥青混合料在路面工程中具有广阔的应用前景。     

基于MEPDG的温拌发泡沥青混合料性能研究

为探究泡沫沥青温拌技术对沥青混合料性能及沥青路面设计厚度的影响,通过力学-经验路面设计指南(MEPDG)软件对温拌发泡沥青混合料(WMA Foam)路面和热拌沥青混合料(HMA)路面在相同设计条件下的车辙、疲劳开裂以及国际平整度指标(IRI)等进行预测比较,并根据MEPDG路面设计方法分别得出了温拌发泡沥青混合料和热拌沥青混合料在相同情况下的路面设计厚度。结果表明:采用石灰岩碎石作集料时,WMA Foam与HMA表现出相近的性能。而对以天然砾石为集料的PG 64-22原样沥青混合料,发泡沥青温拌技术的采用使得混合料的车辙深度和国际平整度指数(IRI)相比HMA混合料有显著增加。此外,采用天然砾石和PG 64-22原样沥青的温拌发泡沥青路面设计厚度远大于对应热拌沥青路面的设计厚度。     

沥青发泡特性及其影响因素研究

通过基于高速数字图像采集技术的室内发泡试验对3种70#基质沥青的发泡特性进行了评价,采用统计学方法分析了沥青种类、沥青温度和发泡用水量等因素对沥青发泡效果的影响,并建立了沥青发泡特性与其基本技术指标的相关关系。研究发现:不同种类70#沥青的发泡特性存在差异性,韩国双龙70#沥青表现出最优的发泡效果;发泡用水量对沥青的发泡特性有显著性影响,随着发泡用水量的增加,泡沫沥青的膨胀率逐渐增大,半衰期逐渐减小;在不同的发泡用水量条件下,沥青温度对其发泡效果的影响规律并不一致;韩国双龙70#沥青的最优发泡条件为沥青温度170℃和发泡用水量2. 0%; 60℃动力粘度与沥青发泡特性之间存在较好的相关性。     

沥青混合料热氧老化产生的CO_2排放量评价

通过便携式红外线CO_2分析器测试分析了热拌基质沥青混合料、热拌改性沥青混合料、温拌改性沥青混合料在加热过程中氧化老化产生的CO_2排放量及其与加热温度的关系。试验结果表明:沥青混合料热氧老化过程中产生的CO_2与加热温度呈明显的指数相关关系;改性沥青抗氧化老化能力要比基质沥青更强,而温拌剂的使用也可以提高沥青混合料的抗氧化老化能力,且还可以大幅降低混合料CO_2排放量;最后推荐了沥青混合料热氧老化过程中产生的CO_2排放量定量测试方法。     

某温拌沥青发泡装置的应用试验

通过分析SG4000型沥青搅拌设备生产泡沫沥青温拌混合料的工艺流程,结合某种沥青发泡装置的工作原理,提出该沥青发泡装置和SG4000搅拌设备相匹配的工艺。通过沥青发泡试验,确定泡沫沥青的最佳发泡条件;通过沥青混合料试验,评价施工工艺和最佳发泡条件。结果表明:配置该温拌沥青发泡装置生产的泡沫沥青温拌混合料,各项性能指标均满足规范要求。     

浅析膨胀率与半衰期对泡沫沥青分散性能影响

影响泡沫沥青在混合料中拌和均匀程度的内因主要是沥青本身的发泡特性,而膨胀率与半衰期是影响沥青发泡性能的主要因素。本文通过对基质沥青进行发泡试验,以修正最大理论密度与最大理论密度之差来间接判断泡沫沥青的分散均匀性。研究表明:拌和不均匀的混合料修正最大理论密度与最大理论密度之差较大,通过偏相关计算表明半衰期对泡沫沥青的分散性能影响略大于膨胀率。     

沥青发泡技术的应用综述

沥青发泡技术,可以降低沥青混合料的生产温度,实现节能减排的目的。因而,在道路冷再生、温拌沥青混合料技术中,得到了大规模的应用,产生了巨大的经济、社会效益。通过总结,不仅有助于增加对沥青发泡技术的理论认识,还有助于沥青发泡技术在国内的推广。     

发泡沥青温拌技术在热拌沥青混合料中的应用

阐述了温拌沥青混合料(WMA)能节约能源,有效降低有害气体和烟尘的排放,并能保持与热拌沥青混合料相同品质的特点。分析了美国ASTEC公司的多点发泡温拌技术,该技术通过多个喷嘴全自动精准控制沥青发泡过程。论述了多点发泡沥青温拌设备不但技术可靠,而且施工工艺简单,运行成本低廉,可为温拌沥青路面施工提供一种新的应用技术和设备。