热再生施工中SBS改性沥青老化与再生效果评价

采用智能化监测设备获取就地热再生高温加热后的沥青路面温度分布,研究就地热再生施工过程中高温加热对SBS改性沥青的老化与再生效果的影响;采用常规试验和红外光谱分析,对比室内外再生效果的差异。结果表明：沥青经过长期自然老化后低温性能下降,黏性增强,再生剂加入可改善老化沥青的低温延展性能,红外光谱分析表明,再生剂加入有助于调整老化沥青的组分。就地热再生高温加热后沥青路面的表面温度可达230℃,原路面老化改性沥青经过加热机高温加热后发生二次老化,此外,现场再生沥青的性能并没有得到有效改善。综合室内外原路面老化沥青的再生效果,提出需根据原路面老化沥青的现场再生情况,为现场施工质量的保证留出一定的再生剂余量。     

再生剂对就地热再生沥青混合料的性能影响

结合西宁某高速公路就地热再生工程,采用再生剂对RAP掺量为90％(与施工比例一致)的再生沥青混合料进行再生,研究再生剂对就地热再生沥青混合料性能的影响及添加的必要性.研究结果表明:就地热再生沥青混合料具有马歇尔稳定度高、动稳定度高、抗水害性能低、低温抗裂性能低“两高两低”的特点,容易出现掉渣、开裂、耐久性差等问题,而再生剂可显著提高再生沥青混合料的抗水害和低温抗裂性能,并不降低或小幅降低马歇尔稳定度和高温稳定性,解决或显著改善就地热再生混合料存在的弊病,因此在就地热再生工程中添加再生剂是必要的.     

再生剂对就地热再生混合料抗车辙性能的影响研究

沥青路面就地热再生中一般添加再生剂来对老化沥青进行中再生。本文在室内通过老化沥青的再生实验和再生混合料的车辙实验及动态蠕变实验,对再生剂对于再生混合料的高温抗车辙性能的影响展开研究。结果表明,老化沥青再生后软化点和车辙因子下降,再生混合料的抗车辙性能随再生剂用量的增大而降低。因此在进行再生混合料设计时,因严格控制再生剂的用量以保证再生混合料的高温性能。     

市政道路就地热再生施工前后性能评价研究

为了对比分析就地热再生技术对道路的路用性能及功能性的影响,对就地热再生前后沥青胶结料和沥青混合料进行性能测试,对原路面和再生路面进行功能性评价。结果表明,就地热再生的加热过程不会使沥青胶结料明显老化,不会影响级配。由于再生剂的加入,沥青胶结料车辙因子下降,劲度模量下降,沥青变软,沥青混合料的低温性能和水稳定性明显提高;就地热再生后路面抗滑性能及平整度均明显优于再生前路面。     

基于雾封层技术分析再生沥青的感温性

选取2种沥青再生剂A和B,在实验室分析其自然蒸发曲线,确定B中易挥发小分子组分高于A。同时通过沥青动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对样品的感温性进行评价,结果表明,高温条件下A和B不能改善老化沥青的耐高温性能,但A有更好的高温感温性;低温条件下,2种再生剂对老化沥青的抗裂性能均有提升,且B对低温感温性有很好的改善效果。试验说明在年均温度较高的地区适宜用A,而在年均温度较低地区,适宜用B再生剂进行养护再生。     

渗透性沥青再生剂及再生沥青性能研究

再生剂的渗透能力对废旧沥青混合料(RAP)表层老化沥青的再生程度至关重要。为了提高再生剂的渗透性能,改善老化沥青的再生效果。基于组分调节理论和相容性理论,确定了渗透性沥青再生剂的基本组分,通过设计正交试验分析了渗透性沥青再生剂的基本组分搭配比例和混合温度对老化沥青针入度值和延度的影响,检测了渗透性沥青再生剂的基本性能指标及再生沥青的耐久性,研究了再生剂在老化沥青中的扩散进程、再生沥青胶浆的高温稳定性及再生沥青的低温抗裂性。试验结果表明:渗透性沥青再生剂的基本性能、再生沥青的耐老化性能均能符合现有规范要求;渗透性沥青再生剂作用下的沥青25℃针入度差值更大,其渗透能力优于普通沥青再生剂;通过掺入渗透性沥青再生剂对老化沥青进行再生,制备得到的再生沥青的高温稳定性及低温抗裂性与基质沥青相当。     

顺酐化再生剂的再生效果及再生机理研究

根据专利《一种沥青再生剂及其制备方法和应用》(专利号：2018107948408)制备顺酐化再生剂，并通过沥青的针入度、延度、软化点、黏度和车辙因子试验，测试该再生剂的再生效果。结果表明，顺酐化再生剂技术指标满足RA-5等级，老化后的基质沥青、改性沥青中加入顺酐化再生剂后，其抗低温性能均有明显提高。改性沥青135℃旋转黏度及车辙因子测试结果表明，顺酐化再生剂的加入能增加沥青黏度，但对耐高温性能不利。从微观组成探究再生剂的作用机理，沥青的老化实质上是组分的转移，加入再生剂后，补充老化沥青中的轻质组分，使得沥青中的分散剂及分散相逐渐趋于稳定，进而增加沥青黏度，恢复老化沥青的抗低温性能，但轻质组分的增加对沥青的耐高温性能不利。     

废机油残留物再生沥青物理流变性能与组分分析

针对废机油残留物(REOB)无法有效回收利用带来的环境污染与资源浪费的难题,基于相似相容理论与组分调和理论,研究对比室内模拟老化沥青在3种REOB(分别定义为REOB-1,REOB-2和REOB-3)及不同掺量下的物理流变性能,确定出REOB作为沥青再生剂的最佳类型及掺量,并结合性能与组分分析揭示了REOB对老化沥青的再生机理。研究结果表明:REOB-3在7%掺量下对老化沥青的综合再生效果最好,且此时的高温抗车辙性能比原样沥青好,但低温柔韧性及抗裂性还有待改善;添加REOB主要是通过降低老化沥青中沥青质含量及增加胶质含量来实现再生作用。研究成果对废机油再生沥青的应用及改进具有一定的参考价值。     

不同热再生拌和工艺对混合料再生效果的影响研究

为分析再生拌和工艺对沥青混合料再生效果的影响,设计了3种热再生拌和工艺(再生剂同步添加工艺、再生剂异步添加工艺、再生剂-新沥青预混合工艺),并通过车辙试验、低温弯曲试验、间接拉伸开裂试验、动态模量试验等方法对再生混合料的性能进行试验分析。研究表明:不同热再生拌和工艺对再生沥青混合料的性能具有明显影响,由于再生剂-新沥青预混合工艺能够有效提高再生剂与老化沥青的融合程度,进而提高再生效果,因此,采用该工艺的再生混合料具有较好的抗车辙性能以及动态力学性能,低温抗裂以及综合抗裂性能也有一定程度的改善。     

纳米材料对改进再生沥青胶结料再生效果的研究

为提高再生沥青的再生效果和经济效益,使再生沥青在不增加再生剂掺量以及保证不损失低温性能的情况下能有效提高高温性能,将RA-F0110型再生剂和OP-900型再生剂分别以8∶2的比例与新沥青混合分别制成A型再生剂和B型再生剂;采用马尔文激光粒度分析仪对纳米Si O2材料进行粒径测试;依据SUPERPAVE规范对70#基质沥青先进行85 min薄膜烘箱短期老化,再进行20 h压力老化,制成旧沥青;采用硅烷偶联剂KH-550对未改性的纳米Si O2材料进行有机化表面改性;采用扫描电镜观测有机化改性前后纳米Si O2尺寸的变化;采用高速剪切仪对有机化改性后的纳米Si O2、再生剂和旧沥青进行剪切制成纳米再生沥青。通过针入度、延度、软化点和PG分级试验,以优先恢复低温性能为标准,确定了再生剂种类的选取和合理掺量,通过PG分级中的动态剪切流变试验和低温弯曲梁流变试验,以PG连续分级中的高低温温度服务范围为标准,确定了纳米材料的掺量。试验表明:选用A型再生剂的再生沥青的再生效果优于选用B型再生剂的再生沥青。在相同再生剂掺量的情况下,添加了纳米材料的再生沥青表现出更好的高温稳定性和低温抗裂性能。当纳米材料的掺量为5%,A型再生剂掺量为20%时,纳米再生沥青胶结料的各项指标均能达到最佳状态。     

沥青多次再生性能研究

沥青路面热再生技术因其性能优良、质量稳定,已在国内得到广泛应用。学者主要针对沥青的一次老化与再生问题进行了相关研究,对于沥青多次老化再生问题还很少涉及。选择70号基质沥青为研究对象,采用室内试验模拟沥青3次老化、再生过程,通过针入度、软化点、延度、布氏黏度等试验探讨了基质沥青多次再生路用性能的变化规律。研究结果表明,基质沥青经历多次老化、再生,再生时再生剂掺量相同的情况下,高温性能提升,流变性能变差,低温性能衰减;掺加再生剂时应重点关注老化沥青低温性能的恢复。     

热再生钢渣沥青混合料性能研究

采取室内模拟老化方法得到了钢渣旧沥青路面材料(RAP),制备了掺量为0、10%、20%、30%、40%和50%的6种热再生钢渣沥青混合料,并测试了其体积性能、水稳定性能、高温稳定性能和低温抗裂性能。结果表明:RAP的掺入不会对沥青混合料的体积性能造成影响。热再生钢渣沥青混合料的飞散损失值随RAP掺量的增加而增大。随着RAP掺量增加,热再生钢渣沥青混合料的水稳定性呈线性减弱,高温稳定性能呈线性提升。热再生钢渣沥青混合料的低温抗裂性能随RAP掺量增加显著降低。综合各项性能参数,热再生钢渣沥青混合料中RAP掺量应不高于30%。     

生物再生剂再生沥青流变性能研究

为研究生物再生剂再生胶结料的流变性能,分析比较了基质沥青及SBS改性沥青的原样、老化沥青及不同掺量下的再生沥青流变性质。首先,通过旋转薄膜烘箱、压力老化获取了长期老化沥青,随后将老化的沥青与5%和10%的生物再生剂混合制备再生沥青,最后通过黏度试验、温度扫描及弯曲蠕变试验测试了原样沥青、老化沥青及再生沥青的流变性能。试验结果表明,生物再生剂的加入会使得老化沥青的各项性能向原始沥青靠近,其中车辙因子及黏度变化尤为明显,表现为添加10%的生物再生剂有助于将长期老化沥青的和易性和抗车辙能力恢复到原来的水平,但是疲劳因子及低温性能影响较弱,表现为添加10%的生物再生剂后两种老化沥青的疲劳因子仅降低30%,离原样沥青差距明显。此外,对比两种沥青的再生沥青可以发现,SBS改性沥青的再生需要考虑的情况更为复杂,简单的组分调和无法使得老化的改性沥青性能得到良好恢复。     

温拌剂种类及掺量对沥青性能的影响研究

为研究温拌剂种类及掺量对沥青性能的影响,通过在沥青中添加不同种类不同掺量的温拌剂制备温拌沥青胶结料,并对温拌沥青胶结料进行不同程度的老化处理:旋转薄膜烘箱老化(RTFO)和压力箱老化(PAV)。采用布氏旋转黏度试验比较其降黏效果、采用沥青高温分级(HTPG)试验比较其高温抗车辙能力、采用沥青中温分级(ITPG)试验比较其抗疲劳性能,采用扩展弯曲梁流变试验(Ex-BBR)比较其低温抗裂性能、采用双边缺口拉伸试验(DENT)比较其抗延性断裂性能。结果表明:所选用的两类温拌剂均具有较好的降黏效果,能满足施工要求,温拌剂A能显著增强温拌沥青的高温抗车辙性能,对沥青的抗疲劳性能、低温抗裂性能略微不利,但对沥青的抗延性断裂性能有减弱效果;温拌剂B对此类沥青的性能影响仅在低温抗裂性能上体现出微小减弱效果。     

基于性能设计法的就地热再生混合料设计方法研究

通过研究沥青老化及再生机理,分析了再生剂掺量对沥青及沥青混合料性能的影响,根据工程经验及室内试验,提出了就地热再生混合料技术要求;基于性能设计方法,通过室内试验进行了最佳再生剂掺量分析,进行了就地热再生混合料设计和性能验证方法的研究。实际应用表明:基于性能设计法设计的就地热再生路面具有较好的路用性能。     

老化公路SBS改性沥青多次再生的流变性能与耐久性研究

提取随岳高速公路废旧SBS改性沥青作为研究对象,采用0.8粉胶比并叠加9%再生剂配置沥青胶浆,利用旋转薄膜烘烤和PAV叠加仪对SBS改性沥青进行多次老化和再生。然后通过车辙因子G、劲度模数S和蠕变因子m对多次再生SBS改性沥青的流变性能和低温抗疲劳性能进行了回归分析和总结。研究发现:随着老化与再生次数增多,再生剂对于SBS改性沥青的再生效果逐渐变差,粘弹性逐渐降低;高温下多次再生沥青胶浆的车辙因子随着再生次数的增加呈现逐渐增强的趋势,并且三次老化>二次老化>一次老化>三次再生>二次再生>一次再生>原样;中温重复加载试验中二次老化与三次再生的衰减程度差别一般为2%~3%;低温下沥青胶浆的劲度模数与再生次数呈反向关系,多次再生后沥青胶浆的m值不具有明细的规律性,多次再生样品拥有更好抗低温性能,但是m值曲线与原装沥青胶浆的离散型偏大。     

沥青路面就地热再生养护技术研究

首先从沥青和集料角度探究了老化沥青混合料的就地热再生机理。分析认为沥青老化遵从组分移行理论和相容性理论,老化导致沥青中各组分发生重质化,进而导致沥青质与软沥青质相容性降低,最终表现为沥青路用性能的衰减,在此基础上通过室内试验验证了软沥青、低粘度油分和专用再生剂对老化沥青的性能恢复规律,试验结果表明专用再生剂能够良好的恢复老化沥青性能;旧路面取料的室内试验表明,旧集料本身的物理性能变化不大,但在车辆荷载作用下其级配存在较明显的细化现象,在此基础上通过室内试验进行了细化级配的调和;最后通过室内混合料性能试验,现场实体工程路用性能检测以及再生混合料层间粘结测试,验证了就地热再生沥青混合料良好的路用性能和优越的工程质量。     

SBS改性沥青SMA混合料的就地热再生性能

SBS改性剂溶解于三氯乙烯的过程中,SBS硬段微曲约束相与三氯乙烯反应后物理交联或结合作用遭到破坏,改变了其原有的分布状态,难以准确评价沥青的老化程度.通过间接分析即以回收沥青的动态剪切流变性能作为参考指标,以再生后沥青混合料的性能为主要控制指标,确定再生剂的掺加量和再生混合料的配合比例.研究表明,依据回收SBS沥青性能指标所确定再生剂掺量下的再生沥青混合料性能不能满足规范要求.随着再生剂掺量的增加,再生SMA沥青混合料的抗水损坏及抗裂性能不断提高;同时,由于沥青中的轻质组分增加,沥青不断软化,使得其抗车辙能力降低.因此需综合考虑再生混合料的高、低温性能及抗水损害能力确定再生剂的掺量.为提高再生沥青混合料路用性能,应基于性能进行SMA现场热再生配合比设计,并且其设计空隙率应较新拌沥青混合料的要低.     

沥青路面就地热再生混合料级配优化设计

沥青路面就地热再生时,级配的变异性会引起混合料出现离析、压实困难、层间连接不良等许多问题,这直接影响到再生后沥青路面的路用性能.从就地热再生材料级配控制出发,对原路面材料级配及沥青老化程度进行测试,并依据测试结果对沥青路面就地热再生材料级配进行优化设计,在此基础上进行了再生混合料水稳定性、高温稳定性、低温抗开裂性等性能试验.试验结果表明通过对就地热再生混合料各级配组成材料的严格控制与优化设计,可以获得各项技术指标符合要求的就地热再生混合料,能够恢复沥青路面原有的路用性能.     

生物油复配SBS再生沥青高低温性能研究

为研究生物油复配SBS再生沥青的高低温性能,将生物油及SBS掺入经旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)和压力老化试验(PAV)的原样沥青中制备再生沥青,通过三大标指标试验研究生物油掺量对老化沥青常规性能的影响,进而通过动态剪切流变(DSR)和弯曲梁流变(BBR)试验研究生物油复配SBS后再生沥青的高低温性能。结果表明,生物油能恢复老化沥青三大指标,但恢复不同指标的掺量有明显差异,恢复低温性能指标时高温性能存在过渡软化问题;生物油复配SBS可恢复老化沥青高低温性能,且随SBS掺量增加效果逐渐变好,采用6%生物油复配2%SBS用于老化沥青再生时,再生沥青高低温性能均优于原样沥青。