乳化沥青混合料成型强度评价方法研究

通过大量试验。研究了乳化沥青混合料成型强度的试验方法。采用4种乳化沥青混合料成型强度试验方法。并与基质沥青混合料马歇尔稳定度试验相比较。通过比较和分析。得到最佳的乳化沥青混合料成型强度评价方法：成型再修正马歇尔试验。     

乳化沥青混合料技术性能评价方法研究

采用水稳定性试验、初始无侧限抗压强度试验和可拌和时间试验,探索乳化沥青混合料的一些路用性能,并检验自行研制的复合乳化剂的性能。试验结果表明:60℃水浴浸水马歇尔试验能够评价乳化沥青混合料的水稳定性;初始无侧限抗压强度试验能够反映乳化沥青混合料的工作性,并确定混合料的最佳用水量;拌和时间试验表明拌和总用水量是影响可拌和时间的主要因素,该乳化沥青混合料具有较长的可拌和时间。同时表明所研制的复合乳化剂性能良好。     

对规范(JTG F41-2008)中乳化沥青混合料冷再生配合比设计方法的讨论

全球范围内还没有得到普遍认可的冷再生混合料配合比设计方法。文章主要针对国内新发布的《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)中的乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法中的一些问题进行探讨;这些问题在国外相关设计方法中同样存在。文章提出了早期强度概念评价乳化沥青冷再生混合料的早期强度,采用修正马歇尔试验方法评价其后期强度,针对水泥-乳化沥青冷再生混合料的特点对其试验方法进行了修正。     

改进的水泥-乳化沥青冷再生混合料设计方法

文章通过实验,采用水泥和乳化沥青为再生剂进行了水泥乳化沥青冷再生混合料的配合比设计。实验结果表明:第二次成型的时间选择在30℃恒温烘箱中养生后的24h较好,水泥乳化沥青冷再生混合料设计过程中采用最佳有效流体含量指标确定外掺水量是比较合理的,采用60℃温度条件下的第二次击实更能模拟现场压实,在满足劈裂强度要求条件下采用无侧限抗压强度最大值求最佳沥青能降低乳化沥青的用量,采用此最佳沥青进行车辙试验,结果表明高温稳定性良好。     

冷补沥青混合料性能评价指标体系

为了研究冷补沥青混合料的性能评价方法,分析了冷补沥青混合料的施工性能、初期强度、储存性能、成型强度和水稳定性等性能要求,指出施工性能是冷补沥青混合料最根本的性能。开发了贯入试验仪器,将贯入强度作为控制指标,用于定量评价冷补料的施工性能;提出了黏聚性试验方法,用于评价冷补料的黏聚性能;根据质量损失试验制定了修正马歇尔试验方法,用于评价冷补料的成型强度和水稳定性。由此,建立了基于施工性能的冷补沥青混合料评价指标体系。与国内以往基于马歇尔强度的评价指标体系相比,可以更有效地反映冷补沥青混合料的路用性能。     

基于早期抗压强度的乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法

为了研究不同级配冷再生混合料的早期强度评价指标及最佳乳化沥青用量(OEC),在RAP料中掺入不同比例的新集料,设计出4种不同级配的冷再生混合料,通过击实试验确定了不同级配混合料的最佳掺水量。针对我国现行规范中最佳乳化沥青用量确定方法的不足,以试件含水率为2%作为试件的试验状态。根据剩余含水率及强度检测结果,确定了采用静压试件在25℃鼓风烘箱中养生27 h后的无侧限抗压强度作为评价乳化沥青冷再生混合料早期强度的指标。以早期抗压强度和干、湿劈裂强度为指标,确定了不添加水泥时冷再生混合料在不同强度指标下对应的OEC。基于冷再生料早期强度,提出了以早期抗压强度为指标确定最佳乳化沥青用量。最后,以早期抗压强度为指标,确定了不同级配混合料的最佳乳化沥青用量。结果表明:同一强度指标下,4种冷再生混合料的最佳沥青用量大小顺序为XL40XL30XL20XL10,表明随着新集料掺量的增加,冷再生混合料的最佳乳化沥青用量也逐渐增加;同一冷再生混合料下,3种强度指标最大值对应的最佳乳化沥青用量大小顺序为OEC_dOEC_wOEC_e,与OEC_d和OEC_w相比,OEC_e少了0.24%～0.5%的乳化沥青用量;与采用OEC_d和OEC_w的冷再生混合料相比,在兼顾后期强度的同时,采用OEC_e的冷再生混合料具有较高的早期强度。冷再生混合料强度虽满足规范要求,但并未表现出较高的力学强度,在此可通过添加适量的水泥来进行改善。     

水泥、乳化沥青及其用量对水泥-乳化沥青混合料性能的影响

通过对结合料为乳化沥青、水泥乳化沥青以及水泥的混合料进行马歇尔稳定度试验、劈裂强度试验以及抗压强度试验,分析了混合料为这3种结合料的情况下各自的强度增长规律和力学特性,得出了水泥乳化沥青复合结合料具有很强的优越性.     

乳化沥青对水泥稳定碎石强度特性及力学性能的影响

在水泥稳定碎石中掺入一定量的乳化沥青,可使其兼有刚柔相继的特性,采用室内试验研究了乳化沥青掺量对水泥稳定碎石混合料无侧限抗压强度、抗折强度、抗压回弹模量、抗冲刷以及抗裂性能的影响,基于以上研究最终推荐水泥稳定碎石混合料适宜的乳化沥青掺量为2%~3%。     

乳化沥青冷再生混合料初期抗磨耗性能评价及技术要求

针对我国现有规范关于乳化沥青冷再生混合料初期强度评价的空白,选取磨耗试验作为评价方法,用对比试验确定了试验的关键参数,包括成型方式、养生温度、养生相对湿度以及养生时间;分析了不同乳化剂种类、乳化剂剂量、乳化沥青用量、水泥剂量和矿料级配对乳化沥青冷再生混合料初期抗磨耗性能的影响,据此提出相应的技术要求;利用方差分析法,分析了不同影响因素的显著性。结果表明:提出的磨耗试验简单、可靠,可用于评价乳化沥青冷再生混合料的初期抗磨耗性能;马歇尔击实法或旋转压实法均可作为磨耗试验试件成型方式,推荐采用大型马歇尔击实法(双面各击实75次)作为标准成型方式;养生条件对乳化沥青冷再生混合料磨耗损失影响较大,随温度的升高或养生时间的延长,磨耗损失均逐渐减小,随相对湿度的增加,磨耗损失逐渐增大;结合我国国情,拟定磨耗试验试件标准养生温度为25℃,养生相对湿度为70%,养生时间为4 h。以磨耗损失不大于3.5%为控制指标,可作为优化乳化沥青冷再生混合料配合比设计的依据;影响乳化沥青冷再生混合料初期抗磨耗性能的各因素依次为水泥剂量乳化剂种类矿料级配乳化沥青用量乳化剂剂量,水泥剂量、乳化剂种类和矿料级配对冷再生混合料初期强度影响显著。     

乳化沥青冷再生混合料成型方法优化研究

为选择一种能够有效模拟实际工程压实方式且操作简单的乳化沥青冷再生混合料成型方法，分别按照马歇尔击实成型、旋转压实成型和振动成型3种方法制备混合料试件，对不同成型方法混合料试件的孔隙率、劈裂强度、冻融劈裂强度比和无侧限抗压强度进行试验测定，并通过CT扫描试验对不同成型方法混合料试件的高度方向孔隙特征、最可几孔径和乳化沥青砂浆特征进行对比。结果表明，采用旋转压实成型方法制备的混合料试件力学性能最优，相较其他两种成型方法具有更好的承载能力与水稳定性；同时采用旋转压实成型的试件内部空隙分布更加均匀，且试件内部沥青砂浆厚度最大，粗集料之间的接触和嵌挤程度最佳。因此最终确定旋转压实法作为冷再生混合料的最佳成型方法，由此得到的混合料试件与实际道路碾压相似，可以有效提高路面的高温性能和水稳性能。