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。     

废旧沥青混合料的热再生配合比设计与应用

针对现阶段逐渐增多的废旧沥青混合料,从保护环境和节约资源的角度,引入了废旧沥青混合料的再生技术。在分析沥青混合料老化机理和再生机理的基础上,提出了再生沥青混合料配合比设计方法,然后将该技术结合实际工程加以应用。通过对废旧沥青混合料再生过程中的配合比应用分析,结果表明,废旧沥青混合料经过再生后各项性能指标均能达到普通沥青混合料的性能标准,完全可以继续重新使用,实现了废旧混合料的有效利用和节约成本,是实现沥青混凝土路面可持续发展的一个行之有效的方法。     

沥青再生剂性能评价研究

按照SHRP胶结料试验方法,评价了沥青再生剂对老化沥青再生的性能,采用浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、小梁弯曲试验等比较和评价了再生沥青混合料的性能,并结合沥青路面现场热再生项目,进行了经济性分析。研究表明,沥青再生剂可以将老化沥青再生至新鲜沥青性能水平,各项性能指标均满足SHRP PG64-22要求。同时再生剂可以综合提高和改善老化沥青铣刨料的路用性能,与单纯掺加新鲜沥青混合料的再生方式相比,掺加沥青再生剂的再生混合料体系更加均匀,各项性能指标明显改善。与传统的铣刨、加铺方式相比,现场热再生可以节约39.7%的工程费用。     

沥青再生剂配制的试验研究

依据旧沥青老化及再生机理,研发了一种沥青再生剂。该再生剂以中黏度芳烃油为基质油,添加70#沥青和非胺类沥青抗剥落剂配制而成,采用正交试验方法进行了配方优化设计。通过再生沥青的针入度、软化点、延度及布氏黏度指标确定了再生剂的配方组分为:芳烃油∶70#沥青∶非胺类沥青抗剥落剂=15∶4∶1。再生沥青的性能试验结果表明:研发的再生剂对老化的70#沥青和SBS改性沥青均有良好的再生效果。     

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。     

沥青路面旧沥青老化特性及其再生技术研究

选取使用年限为5 a和10 a的沥青路面局部破损严重段落,回收铣刨料旧沥青并分析其老化特性;研究旧沥青再生机理,选择合适再生剂;进行室内老化沥青模拟试验,制备与回收旧沥青性能接近的老化沥青并进行再生研究,确定再生剂的合理掺量。研究结果表明,回收旧沥青出现严重老化,25℃针入度和15℃延度大幅度降低,软化点升高,且均不能满足规范要求;选用室内经过60 h和96 h 190℃高温老化的70#基质沥青分别代表5 a使用年限和10 a使用年限的老化沥青进行试验,再生剂掺量确定为3.5%左右和5.5%左右,再生沥青性能可以满足路用要求。     

废旧橡胶粉在再生沥青混合料中的试验及应用研究

基于废旧橡胶与废旧沥青混合料综合再生利用的目的,以橡胶沥青作为新型再生剂,通过室内试验对橡胶沥青的性能及不同旧料替代率下的再生沥青混合料的路用性能进行了研究,并通过工程应用实例对其实际应用效果进行了评价与分析。室内试验表明:基质沥青在掺入一定量废旧橡胶粉后,其软化点上升、延度与针入度降低,且当基质沥青中废旧橡胶粉掺入量为15%时,沥青整体性能最佳;相比于传统再生剂,橡胶沥青作为再生剂掺入后,可有效提高不同旧料替代率下再生沥青混合料的高、低温稳定性,但对水稳定性能改善并不明显,当旧料替代率高于40%后,水稳定性能将发生降低;综合考虑橡胶再生沥青混合料的路用性能,建议工程应用中旧料的取代率为40%。工程应用表明:采用橡胶再生沥青混合料进行路面铺筑后,具有良好的使用性能,实际应用效果优异。     

改性再生剂对老化沥青的再生效果分析

为了解决老化改性沥青的再生问题,并分析其再生效果,将改性再生剂掺入老化沥青中,分析了老化沥青针入度、延度、软化点和弹性恢复的变化规律,并通过扩散针入度试验分析了改性再生剂的渗透性。结果表明,改性再生剂对老化改性沥青的性能具有一定的再生效果,渗透性很好。研究结果为老化再生沥青的再生提供了依据。     

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。     

沥青热再生剂路用性能的试验分析

介绍一种新型再生剂对老化沥青的性能改善作用及对再生沥青混合料路用性能的影响,包括:再生沥青的抗老化性能,再生沥青混合料的高温稳定性,低温抗裂性,水稳定性以及耐久性能等。试验结果表明,控制旧料掺配比例在一定范围的情况下,再生剂能有效地改善再生沥青混合料的路用性能。     

再生剂预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料性能研究

在泡沫沥青冷再生混合料拌和阶段掺加（0.4 %～1.2 %）再生剂，将再生剂与RAP进行预拌，制备再生剂预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料，以恢复RAP中老化沥青的黏结强度、增强泡沫沥青冷再生混合料的力学性能；基于室内试验与数据分析，研究再生剂对泡沫沥青冷再生混合料力学性能的影响规律。结果表明:掺加再生剂能恢复RAP中老化沥青的黏结强度，改善泡沫沥青冷再生混合料的力学性能。推荐再生剂预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的最佳再生剂掺量为0.8 %～1.0 %。     

就地热再生中的沥青再生研究

依托湖北某就地热再生工程,对旧沥青路面抽提的沥青研究其再生的相关理论和设计方法。检测现场抽提旧沥青的相关指标,评价其老化程度。在阐述沥青再生机理的基础上,提出就地热再生中旧沥青再生目标标号的确定方法。建议由调和公式预估再生剂的掺加比例,随后的试验证明此预估值约有15％的误差。通过试配法进行旧沥青的再生试验,经综合考虑初定 A型和 B 型再生剂的适宜掺量为8．7％和7．2％。检测适宜掺量下再生沥青的抗老化性能,结果表明 A型和 B型再生剂下的再生沥青耐老化性能良好。     

废油再生沥青二次老化后的性能与组分变化

目前对于回收废油再生沥青的研究热点集中于其是否能使老化沥青的各项性能恢复至原有水平，而对再生沥青二次老化后的性能损失关注较少。基于此，研究采用具有代表性的废食用油（RCOB）、废生物油（RBOB）、废机油（REOB）再生剂对具有13年服役历史的70^#沥青进行再生，并对再生沥青进行RTFOT，PAV20h，PAV40h三阶段的老化模拟，跟踪每阶段老化后再生沥青的基本指标、高温稳定性和低温抗裂性的变化，对各阶段老化后的再生沥青组分变化进行分析，探索其性能改变与组分变化间的深层原因。研究结果表明：3种再生剂都能以提升轻质组分的方式将回收沥青的基本性能恢复至原始水平附近；RCOB以提供饱和分为主，但其会在RTFOT后迅速流失，致使各项性能在该阶段迅速下降，继续老化后，组分状态趋于稳定，性能下降也逐渐缓和；REOB再生沥青由于原料中存在机械金属残渣构成的灰分，其对沥青的氧化和缩聚存在催化作用，导致REOB再生沥青在长期老化后性能迅速下降且没有逐渐稳定的趋势；RBOB再生沥青由于具备相对稳定的胶体结构，且不存在对老化起催化作用的灰分，在3阶段老化中其组分损失过程是最稳定有序的，因此，其性能也表现为阶段性的合理损失；研究基于组分变化提出了新指标"测试沥青与原始沥青各组分间的平均偏差σ"来衡量沥青的老化程度，该指标与针入度，延度，软化点，低温临界开裂温度，135℃高温黏度这5个指标具有显著相关性。研究表明对于再生沥青的评价，不能仅注重再生后与原始沥青的性能差距，应更多地集中到再生沥青二次老化后的性能损失上，以筛选出真正性能优良，抗老化能力显著的再生剂产品。     

基于表面润湿理论的再生剂-老化沥青界面扩散行为评价

为研究再生剂-老化沥青界面扩散行为及其影响因素，采用Wilhelmy吊片法测试了不同温度下再生剂的表面张力及其与老化沥青间的接触角，计算得到润湿过程中的热力学参数浸润功和动力学参数润湿速度（润湿时间），研究了再生剂自身性质、环境温度及沥青老化程度对界面扩散行为的影响。结果表明：环氧大豆油（ESO）的掺入降低了再生剂的接触角，增大了浸润功，加快了润湿速度，缩短了润湿时间，提升了再生剂的润湿性能，促进了再生剂-老化沥青的界面扩散，而十二烷基苯磺酸（DBSA）的掺入则对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响；温度对再生剂-老化沥青界面扩散行为影响显著，随着温度升高，再生剂的黏度降低，接触角减小，润湿速度加快，再生剂在较短时间内即可充分包裹老化沥青表面；再生剂表面张力越大，其在老化沥青表面浸润功越大，界面扩散动力越大，扩散过程更易自发进行；再生剂在老化沥青表面的接触角越小，其在老化沥青表面的润湿速度越快，再生剂液滴更容易形成包裹老化沥青表面的再生剂膜；再生剂的黏度越低，流动性越好，其在老化沥青表面的润湿速度越快，有利于再生剂-老化沥青界面的扩散；沥青的老化对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响，随沥青老化程度的加深，再生剂在其表面的润湿性能下降，界面扩散程度降低。故为保证再生剂对老化沥青的再生效果，在再生剂选择及研发时，应优先选用表面张力更大、黏度更低且与老化沥青间接触角更小的再生剂。     

Thiopave温拌再生沥青混合料性能试验研究

为研究温拌再生沥青混合料的性能,设计了添加Thiopave温拌再生剂的AC-20温拌再生沥青混合料,采用马歇尔残留稳定度试验、冻融劈裂试验、车辙试验、动态蠕变试验、低温小梁弯曲试验评价其水稳定性、高温稳定性、抗疲劳性、低温性能,并将其与普通热再生沥青混合料进行对比。结果表明,Thiopave温拌再生沥青混合料具有良好的路用性能,适用于大中修路面工程。     

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。     

道路沥青老化性状分析及评价

分析道路沥青在不同因素影响下的老化机理,以及沥青在老化过程中微观性状的变化特点。基于表征沥青使用性能的流变力学指标,测试4种道路沥青在不同老化过程中的特征。在评价沥青耐老化性能方面,提出考虑沥青初始粘度和粘度增加值两种因素的老化指标,以及用温度变化表示的老化沥青低温性能衰变指标。试验分析得出,不同沥青有不同的耐拌和老化性能、耐使用老化性能,在分析当地气候、交通特点,选择使用沥青标号品种的同时,应考虑到沥青不同使用条件下抗老化性能的差异。     

沥青胶砂重熔对自密实沥青混凝土的性能影响研究

针对预拌沥青混凝土施工新技术，对不同温度下PmB沥青胶结料的老化性能以及重熔前后沥青混合料的性能参数变化进行了研究。结果表明:PmB沥青胶结料老化温度低于200℃时，沥青的性能相对稳定，重熔后沥青胶结料性能仍满足技术要求；重熔后的沥青混凝土，低温性能、水稳定性基本不受影响、高温稳定性提高、空隙率上升，混凝土各项性能指标仍满足技术要求。     

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%。