基于高掺量RAP的高模量再生沥青混合料性能试验研究

高模量沥青混合料(high modulus asphalt mixture,HMAM)因具有良好的综合性能,被运用于重载路面中。沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)是路面维修养护过程中铣刨出的废旧材料。对掺加硬质沥青颗粒制备成的高模量沥青混合料,以及向高模量沥青混合料中掺加RAP重新拌和成的高模量再生沥青混合料的复数模量、高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能进行测试,试验结果表明,基于高掺量RAP的高模量再生沥青混合料表现出较好的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、抗水损害性能以及疲劳性能。     

RAP粒径对热再生沥青混合料性能的影响研究

为研究RAP粒径对热再生沥青混合料性能的影响,采用毛体积密度和马歇尔稳定度指标,对新旧沥青融合性进行评价,得到新旧沥青融合性较好的拌合工艺。改变基准料中细RAP比例,采用马歇尔试验、车辙试验、低温小梁弯曲试验和冻融劈裂试验,研究不同细RAP比例对再生沥青混合料体积指标、力学指标和路用性能的影响。研究结果表明:"再生干拌法"能提高再生沥青混合料中新旧沥青的融合性和混合料拌合的均匀性,提高再生沥青混合料性能;再生沥青混合料毛体积密度和马歇尔稳定度随细RAP比例升高出现峰值,基准料中细RAP比例达到13%时,再生沥青混合料毛体积密度最大,细RAP比例达到17.5%时,再生沥青混合料马歇尔稳定度最大;随着细RAP比例增加,再生沥青混合料路用性能出现峰值,细RAP掺量超过13%时,再生沥青混合料路用性能开始下降,高比例细RAP会导致再生沥青混合料缺少自由细矿料填充空隙,再生沥青混合料性能下降;用灰色关联度分析法设计的基准料组合能有效弥补高RAP掺量对再生沥青路面带来的不利影响。     

沥青路面大掺量厂拌热再生技术应用研究

文章对进场铣刨料进行破碎分级成 0-8mm 和 8-18mm 两档 RAP 外掺料备用， 对其级配变异性进行了分析。 针对厂拌热再生 RAP 掺量问题， 以再生 AC-13 为基础， 分别进行了 RAP 掺量为 30%、 35%、 40%含量进行了试拌， 并进行路用性能的检测。 结果显示， RAP 的掺量上限在 35%-40%之间。 经过室内试验调试， 37%掺量 RAP 水稳定性检测和低温抗裂性能接近设计要求， 在对 37%掺量铣刨料再生 AC-13 进行了试拌和现场铺筑， 路用性能检测良好。     

厂拌热再生沥青混合料的最佳RAP掺量研究

将回收沥青路面材料(RAP)进行分为两档,并分别检测各档中沥青含量与矿料级配,通过马歇尔试验确定了厂拌热再生沥青混合料AC-13与AC-20在RAP掺量为10%,20%,30%,40%,50%条件下的最佳沥青用量及配合比。在最佳沥青用量的条件下,分析RAP掺量变化对再生沥青混合料高温性能、低温性能和水稳定性能进行研究,最后通过修筑试验路对厂拌热再生沥青混合料的路用性能进行验证。结果表明:再生沥青混合料的低温性能和水稳定性能随着RAP掺量的增加呈现先提高后下降的趋势,在30%RAP掺量时达到峰值;高温性能随着RAP掺量的增加而提高,综合各项性能推荐采用30%作为RAP掺量。     

热再生沥青混合料低温抗裂性能全程评价

为了评价热再生沥青混合料全寿命周期内的低温抗裂性能,以含有不同比例RAP的再生沥青混合料为研究对象,通过STOA和LTOA试验模拟混合料在不同使用阶段的老化,以极限应变和应变能密度为指标,采用低温弯曲试验对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行了评价.试验结果表明:RAP 含量低于40% 的再生沥青混合料的低温抗裂性能与普通沥青混合料相当;受再生剂扩散作用的影响,STOA 后再生沥青混合料低温抗裂性能变化幅度较小,LTOA 过程中低温抗裂性能的变化规律与普通混合料相近;RAP 含量达 50% 时,再生沥青混合料老化前后的低温抗裂性能均较差.     

聚酯纤维温拌再生沥青混合料性能及压实温度研究

为了解决低温地区实体工程中RAP高掺量下路用性能和现场压实温度的问题,针对RAP不同掺量(0%、30%和50%)下温拌再生沥青混合料,通过车辙试验、弯曲试验和冻融劈裂试验及试验掺量的对比,研究聚酯纤维对温拌再生沥青混合料路用性能的影响;通过Superpave试验方法和变温压实试验,以4.0%空隙率为控制指标,研究聚酯纤维对两种RAP掺量(0%、30%)下温拌沥青混合料最佳压实温度的影响。研究结果表明:与不添加纤维相比,聚酯纤维的添加显著改善温拌再生沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,且均满足规范要求;在RAP掺量为0%和30%时,聚酯纤维使温拌沥青混合料最佳压实温度分别提高了9℃和10℃,即聚酯纤维对温拌沥青混合料最佳压实温度影响显著。     

以废机油和废润滑脂为再生剂的SMA再生沥青混合料性能研究

采用废机油(WEO)和废润滑脂(WG)作为再生剂,选用RAP的掺量(按骨料的重量分)为10%、20%、30%和40%,对应的再生剂的用量分别为沥青重量的0%、3%、6%和9%。考虑了28种SMA混合料组合,并对成型的试件进行性能试验,分析RAP含量、再生剂类型和用量三个自变量对高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性的影响。试验结果表明,掺加废机油(WEO)和废润滑脂(WG)均能提高再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性,但WEO和WG对于低温抗裂性能的提升较小。比较WEO和WG的提升效果可以发现,WEO的总体表现优于WG。总体来看,掺加30%RAP加6%WEO的SMA混合料表现最优异。     

橡胶粉对高掺量RAP再生沥青混合料性能的影响

为了评价橡胶粉对高掺量再生沥青混合料性能的影响,控制RAP含量在0%～60%(0%、20%、40%和60%)之间变化,湿法掺入橡胶粉(按沥青重量的0%、10%和20%)。通过室内间接拉伸强度、水敏感性、疲劳试验等研究了再生改性沥青混合料的抗裂性能、抗车辙和疲劳行为。试验结果表明,随着RAP含量的增加,混合料的疲劳寿命降低,在再生沥青混合料中添加橡胶粉可提高其疲劳寿命和抗车辙性能;橡胶粉用量为10%、RAP料用量为40%时,沥青混合料性能无明显降低。     

盐分对沥青混凝土粗细离析状态下路用性能的影响

通过室内模拟沿海地区在含盐气候条件下沥青混凝土级配离析时对其路用性能产生的影响,制备马歇尔试件,对盐水浸泡后的试件进行了高温抗车辙试验、小梁弯曲试验和浸水马歇尔试验,试验结果表明:粗集料离析部位的低温抗裂性以及抗水损害性能均有较大程度的下降,而细集料离析部位的抗车辙性能较差;细集料离析状态下的混凝土其抵抗盐分侵蚀的能力较强,但鉴于其车辙动稳定度太差,在施工中仍然要注意避免细集料离析状态的发生;粗集料离析部位的低温抗裂性以及抗水损害性能均较差,其抵抗盐分侵蚀的能力也较差,在混凝土施工中尤其要注意避免粗集料离析现象的发生.     

高掺量RAP材料的厂拌热再生混合料设计及应用

为实现回收沥青路面(reclaim asphalt pavement,RAP)材料的高掺量应用,保证热再生沥青混合料的路用性能,采用马歇尔试验方法进行高掺量热再生沥青混合料的配合比设计,提出配合比设计过程中各阶段的关键步骤,并对3种不同RAP材料掺量的再生混合料进行高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性的检测。对比测定结果发现,按照该试验方法,RAP材料控制在40%～50%时可以保证再生混合料的路用性能。依托实际热再生工程,铺设试验路段,改进并优化施工工艺,实现RAP材料在厂拌热再生中的高掺量应用。     

不同级配厂拌热再生沥青混合料路用性能研究

为了对比研究不同级配厂拌热再生沥青混合料的性能,通过试验,研究了RAP掺量对AC-16和AC-20两种厂拌热再生沥青混合料高温稳定性、水稳定性和疲劳性能的影响。试验结果表明:随着RAP掺量的增多,两种沥青混合料的动稳定度都逐渐增大;水稳定性表现出先变好后变差的趋势,当掺量为25%时,两种沥青混合料的水稳定性都最好;疲劳寿命都随RAP掺量的增多逐渐降低。相同RAP掺量下,AC-20的高温稳定性优于AC-16,而AC-16的水稳定性和耐疲劳性能优于AC-20。     

再生剂对就地热再生沥青混合料路用性能影响评价

通过分析铣刨的RAP料中旧沥青和级配的组成情况,采用再生剂对RAP料掺量为90％的热再生混合料进行配合比设计研究.通过室内试验,对再生沥青混合料进行路用性能的评价,试验结果表明,再生剂在改善就地热再生沥青混合料性能上效果显著,能够很好地改善再生混合料水稳定性和高温稳定性.同时,就地热再生技术不仅解决了“黑色污染”带来的环境问题,还可以大量利用废旧材料节约成本,符合节约能源型和可持续发展的可行之法.     

就地热再生过程中老化沥青混合料性能评价

为了提高沥青路面就地热再生过程中老化混合料的利用效率,对老化混合料性能进行研究。对老化混合料进行抽提筛分试验,发现沥青损失量较少,但针入度和延度衰退超过50%,粗 集料明显细化。制备了三种混合料,包括路面回收旧料A、与旧料级配一致的新料B和与旧料初始级配一致的新料C,分别对其进行性能评价。动态模量试验结果显示,沥青老化和级配衰减对沥青混合料黏弹性力学响应产生不利影响;A的冻融劈裂强度比仅为51.9%,表明抗水损害能力严重下降;A与C的高温稳定性接近,表明旧料高温稳定性保持稳定;A的抗弯拉强度、破坏应变、应变能密度分别是B的62.5%、32.3%和13.2%,表明旧料低温抗裂能力显著下降。上述试验结果表明,沥青老化和级配衰变皆对就地热再生沥青混合料性能产生影响：对水稳定性和低温抗裂性影响显著,对高温稳定性影响较小;但两因素的具体贡献比例有待进一步研究。     

RAP外掺比例对厂拌热再生混合料性能的影响分析

为研究RAP外掺比例与厂拌热再生沥青混合料路用性能的关系,首先分析新沥青和原沥青的各性能指标,然后确定再生剂与最佳油石比等参数,并设置10%、20%、30%、40%、50%5种RAP外掺比例做对比试验组。对各RAP外掺比例的再生沥青混合料进行高温抗车辙性能、抗水损害性能、低温抗裂性能、抗压回弹模量等试验,并对试验数据进行分析。最后得到结论:合理的RAP材料分级可避免再生沥青混合料不均匀现象的发生;外掺RAP可有效提升再生沥青混合料的高温抗车辙性、抗水损害性能,且与RAP外掺比例呈正相关关系;在试验温度15℃和20℃条件时再生沥青混合料的抗压强度值和抗压回弹模量值与RAP外掺比例呈正相关关系。     

不同温拌剂对再生沥青混合料性能的影响

为研究机理不同的温拌剂对再生沥青混合料性能的影响,通过压实、车辙、小梁弯曲以及冻融劈裂等室内试验方法评价了不同废旧沥青混合料(RAP)掺量下Sasobit、Evotherm和Aspha-Min温拌剂对再生沥青混合料性能的改善效果。结果表明:三种温拌剂均可有效降低再生沥青混合料的压实温度,Evotherm的降温效果最明显;Sasobit和Aspha-Min温拌再生沥青混合料的高温性能均有所提高,且Sasobit温拌再生沥青混合料高温性能的提高程度更显著,但Sasobit温拌剂对再生沥青混合料的低温性能和水稳定性改善效果不明显;Evotherm温拌再生沥青混合料的抗水损害能力有所提升,而Aspha-Min和Sasobit温拌再生沥青混合料的水稳定性均有所减小。三种温拌剂对再生沥青混合料的性能影响有所不同,需根据实际需求综合考虑,选择合适的温拌剂。     

温拌再生沥青混合料水稳性能研究

采用冻融劈裂试验,研究不同RAP(回收沥青路面材料)掺量、再生混合料的短期老化和不同成型温度下温拌再生沥青混合料水稳定性的变化。研究结果表明:温拌再生混合料的水稳定性随着RAP掺量的增加而下降,经过短期老化后的温拌再生混合料水稳定性有所增强;为保证路用性能,温拌再生沥青混合料中RAP掺量在40%以内时的成型温度最大可降低25~30℃,掺量为50%时最大可降温10℃。     

不同RAP的质量分数的热再生沥青混合料试验研究

依托乌苏至赛里木湖段一级公路改扩建高速公路工程,对回收沥青路面材料(Recycled asphalt pavement materials,RAP)的质量分数为20%、30%、45%和60%的热再生沥青混合料进行性能试验,并进行马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温小梁弯曲试验和车辙试验。试验结果表明:热再生沥青混合料掺入回收沥青路面材料后,降低了新沥青用量;热再生沥青混合料的高温稳定性和水稳定性得到不同程度的改善,而低温稳定性有所减弱。     

沥青混合料离析程度对路面性能影响研究

针对沥青混合料离析程度对沥青路面路用性能的影响不同,以某一级公路为研究对象,现场取样后进行室内试验研究。通过PQI无核密度仪对沥青混合料密度进行测定再换算为空隙率,根据沥青混合料的空隙率将离析分为细集料离析、无离析、轻度离析和重度离析。通过室内试验得出:细集料聚集部位其高温稳定性下降约51%,粗集料聚集部位高温稳定性下降约25%~50%;细集料聚集部位低温抗裂性提高了约87.66%,粗集料聚集部位下降了约14%~51%;细集料离析时水稳定性提高了约9.93%,粗集料离析时下降了约7.5%~38.6%;细集料聚集部位的抗疲劳性提高了约9.68%,粗集料聚集部位下降了约36%~65%。通过对山西省某一级公路沥青混合料离析部位的实地勘察,得出通过加强原材料质量控制、严格控制混合料拌和及运输过程、严格控制摊铺机的选择和摊铺操作及添加合适的外加剂可以控制沥青混合料施工质量,避免出现离析现象。     

AR-AC-13干法橡胶沥青混合料的集料级配优化

由于干法橡胶沥青技术研究在国内起步较晚,对干法橡胶沥青技术级配选择不尽相同。为探究出关于AR-AC-13干法橡胶沥青混合料的最佳级配范围,设计了四种粗细不同的级配进行对比。通过对四种级配的水稳定性、高温稳定性和低温稳定性进行室内试验测试,发现合成级配偏粗偏细都会影响混合料路用性能;但适当增加粗集料的比例,不仅不会降低混合料性能,还能有效提高混合料的稳定性。当4.75mm筛孔通过率控制在35%~40%时,合成级配能有效提高干法橡胶沥青混合料的稳定性。对此提出了AR-AC-13干法橡胶沥青混合料集料级配优化的建议,为干法橡胶沥青工艺的完善尽一份力量。     

再生沥青混合料水温性能分析与评价

结合工程实际,研究在两种不同再生剂和3种新料掺配率下,再生沥青混合料的温度稳定性和水稳定性的变化情况,并对其进行分析和评价。试验结果表明,与旧料相比再生沥青混合料的温度稳定性和水稳定性得到很好改善,选用A再生剂新料掺量为25%和选用B再生剂新料掺量为15%时,再生沥青混合料性能均能满足使用要求。