就地热再生混合料性能影响关键因素的试验研究

研究就地热再生施工碾压温度、材料组成与再生沥青混合料性能之间的关系,是合理确定不同施工碾压温度下再生沥青混合料材料组成,保障混合料性能的重要依据。为解决就地热再生施工过程中碾压温度的动态变化引起的再生沥青混合料耐久性不足问题,引入正交试验,分别研究了碾压温度、再生剂用量、温拌剂用量与再生沥青混合料空隙率、水稳定性指标之间的关系,分析了3种因素对指标的影响程度,构建了3种因素与指标之间的二次回归模型。通过灰色关联法分析了空隙率与水稳定性的相关性,确定了就地热再生施工过程中的关键控制指标。在此基础上,提出就地热再生施工过程质量控制工艺。结果表明:碾压温度、再生剂用量分别对空隙率、冻融劈裂抗拉强度比指标的极差最大,影响程度最高;再生沥青混合料空隙率随碾压温度的增加而降低,冻融劈裂抗拉强度比则反之;相同碾压温度情况下,再生剂、温拌剂用量与空隙率指标呈负相关,而再生剂与冻融劈裂抗拉强度比呈正相关,温拌剂则反之;就地热再生施工过程中可采用空隙率指标作为现场施工关键控制指标,保障再生沥青混合料水稳定性;再生剂、温拌剂用量变化会引起再生沥青混合料空隙率的变化,可采用动态调整再生剂以及温拌剂用量的方式来解决不同碾压温度条件下的就地热再生现场质量控制以及施工均匀性控制问题。     

基于马歇尔指标的就地热再生沥青混合料再生剂用量分析

就地热再生技术可以将原路面废旧沥青混合料充分利用,而废旧沥青混合料中沥青老化变硬,粘度增大,性能衰退,需要掺加一定比例的再生剂改善再生沥青混合料性能。通过马歇尔试验,利用层次分析法,构建马歇尔综合指标评价模型,分析单位再生剂用量与综合马歇尔性能指标的变化规律。结果表明:(1)马歇尔综合评价模型的评价指标分别为稳定度、浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂抗拉强度、冻融劈裂抗拉强度比,各指标的权重为0. 125、0. 375、0. 125、0. 375;(2)再生剂用量由1%增加至5%时,综合性能评分增长率分别为2. 45%、0. 30%、-0. 10%、0. 60%;(3)施工过程中再生沥青混合料最佳再生剂用量为2%。     

温拌再生技术在宋梁路改建工程中的应用

以宋梁路改建工程为背景,通过马歇尔配合比设计试验方法,确定了施工时所采用的级配组成以及再生混合料的最佳油石比。试验结果表明,再生混合料的最佳油石比为5.2%。经过了冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验的水稳定性检验以及高温抗车辙性能检验,发现冻融劈裂强度比为0.9,浸水马歇尔残留稳定度为0.96,高温动稳定度为7122.5。各项指标均能满足规范要求。为了实现易压实的目的,采用了不同的温拌剂进行温拌改善,包括维实维克公司提供的M1,H5,DAT以及Sasobit。按照不同的掺入比例进行试验,发现M1在用量为再生剂含量的一半时,与未掺加温拌剂的混合料对比,能够降低0.8%的空隙率;而使用Sasobit且用量为沥青含量的3%时,能够降低0.5%的空隙率。适合用于再生混合料当中改善压实。     

沥青混合料抗车辙性能的灰色理论分析

基于对秦巴山区内公路沥青路面车辙病害成因的调查与分析,通过室内模型试验和对已有研究成果的总结,利用灰色理论分析了不同影响因素对沥青混合料抗车辙性能的影响程度,并建立了以沥青用量、碾压次数及级配类型等因素为参数的沥青混合料抗车辙性能预估模型。研究结果表明:沥青混合料的集料粗细程度与分形维数成反比,集料越细,其分形维数越大,反之越小;沥青用量对沥青混合料抗车辙性能的影响程度最大,级配类型和温度次之,碾压次数的影响最小;沥青混合料抗车辙性能的主要影响因素为沥青用量、集料级配类型及温度;基于材料组成和外界环境因素建立的沥青混合料抗车辙性能预估模型为沥青路面抗车辙设计提供了依据和手段。     

就地热再生技术在长寿命复合路面养护中的应用

为了研究就地热再生技术在长寿命复合路面养护中的应用,本文首先分析了复合路面回收沥青性能及回收沥青混合料(RAP)的油石比、级配,而后通过室内试验研究了依托工程再生沥青性能、再生剂掺量及AC-13沥青混合料到AC-16沥青混合料的配合比转化过程,并通过车辙试验(60℃)、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验评价了再生沥青混合料的高温性能和水稳定性能,并从就地热再生设备加热方式、再生机组温度控制、就地热再生施工温度、碾压方案、现场检测等方面对就地热再生施工工艺进行了全方位分析。本文研究内容与工程结合紧密,为就地热再生技术在复合路面中的应用提供了具工程意义的参考。     

沥青玛蹄脂碎石混合料高温抗车辙性能试验研究

通过大量室内的马歇尔和车辙试验,分析了沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)的矿料级配、温度、碾压次数及沥青用量对其高温性能的影响。通过对试验结果进行分析,得出矿料级配、碾压温度与次数、佳沥青用量等结果,对同类施工具有参考意义。     

抗车辙剂对含再生粗集料沥青混合料性能影响研究

采用再生集料替代沥青混合料中的天然集料具有巨大的经济潜力和环保优势,但其中的低强度水泥砂浆和砖块成分较天然集料更易在荷载作用下出现破坏,导致沥青混合料性能出现衰减,因此亟需探究改善含有再生集料沥青混合料性能的方法及其对沥青混合料性能的影响规律。该文选用富含聚乙烯PE的抗车辙剂,通过马歇尔配合比试验,分析不同抗车辙剂用量对再生集料沥青混合料的马歇尔力学指标、体积参数和沥青用量的影响;而后进一步探究抗车辙剂对再生集料沥青混合料的动稳定度、低温弯拉应变、冻融劈裂强度比和疲劳寿命的影响规律。试验结果表明:(1)砖块成分对再生集料沥青混合料的马歇尔性能具有明显的负面影响,应在再生集料中控制其含量;(2)富含PE抗车辙剂对提高再生集料沥青混合料的高温抗变形效果显著,同时也能在一定程度上改善再生集料沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能,具有良好的应用前景。     

再生工艺对沥青混合料路用性能的影响

通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和小梁弯曲试验对再生沥青混合料的路用性能进行研究,分析了在不同再生工艺条件下,浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度和弯曲破坏应变等性能指标。研究表明:适当提高旧料保温时间、保温温度、再生剂温度以及拌和时间可以显著改善废旧沥青混合料的再生恢复水平。     

再生剂对再生沥青混合料路用性能的影响研究

为了测试再生剂对再生沥青混合料的路用性能影响,以浸水马歇尔实验、冻融实验、高温稳定性实验和低温性能实验等为基础,分析得出掺加再生剂后,沥青混合料的冻融劈裂强度和残留马歇尔稳定度显著提升;抗车辙能力有一定幅度的下降,但是仍然远远超过了规范标准;沥青混合料的粘结性得到改善,低温抗裂性能和柔韧性大幅度提升。另外,选择国产再生剂A再生沥青混合料和新拌AC-20沥青混合料进行比较,再生沥青混合料大部分指标达到和超过了新拌沥青。     

Evotherm温拌沥青混合料性能试验研究

研究了Evotherm温拌SBS改性沥青,结果表明,Evotherm温拌剂对SBS改性沥青性能影响不大。采用旋转压实和马歇尔击实对Evotherm温拌SBS改性沥青混合料性能进行研究,研究结果表明,Evotherm温拌SBS改性沥青混合料碾压温度可较热拌沥青混合料降低20℃～30℃左右。温拌混合料的水稳性能较热拌沥青混合料有所提升,浸水马歇尔残留稳定度从93.5%提高到95.2%,冻融劈裂试验强度比从83.8%提高到86.4%;高温稳定性能有所提升,车辙试验动稳定度从7 314次/mm提高到8 023次/mm;低温抗裂性能变化不大。总体来说,击实温度145℃的温拌沥青混合料性能优于热拌沥青混合料。     

再生沥青及混合料路用性能分析

利用自主研发的基本型沥青路面再生剂对老化沥青再生后的常规理化性质和抗老化性能进行了测试分析,同时利用马歇尔稳定度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及车辙试验等考察了再生沥青混合料的路用性能.结果表明研发的沥青路面再生剂再生效果理想,再生沥青混合料的路用性能满足应用要求.     

基于分形理论的矿料级配对紫外光老化沥青混合料性能研究

为了研究不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响,采用分型级配理论,分别选取AC—13和AC—16各5种级配进行室内试验,分析不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律。试验结果表明:紫外光老化沥青混合料高低温性能与粒径分布分形维数D具有较好的相关性,粒径分布分形维数D越大,沥青混合料的动稳定度降幅越显著;粒径分布分形维数D越小,沥青混合料的低温劈裂强度降幅越小;其中AC—13S5型、AC—16S4型级配具有较好的高温抗紫外光老化性能,AC—13S1型、AC—16S2型级配具有较好的低温抗紫外光老化性能。     

乳化沥青厂拌冷再生技术在开阳高速公路改扩建工程中的应用

为在开阳高速公路改扩建工程推广应用乳化沥青厂拌冷再生技术,研究了级配对乳化沥青冷再生混合料干劈裂强度和干湿劈裂强度比的影响,评价了冷再生混合料的浸水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂强度比和车辙动稳定度等路用性能。在此基础上,使用连续式拌合楼铺筑了乳化沥青厂拌冷再生柔性基层并进行了施工效果评价。结果表明:级配越细乳化沥青冷再生混合料的干劈裂强度和干湿劈裂强度比越高。经过合理配比优选,乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料具有优良的路用性能,采用连续式拌合楼生产乳化沥青冷再生混合料可达到较好的施工效果。     

沥青混合料级配曲线走向的分形研究

不同级配曲线走向决定沥青混合料的结构类型,从而影响其各项力学性能。本文以SMA 13为例,在规范级配曲线范围附近选取5种代表性走向和5种随机走向,根据分形理论定量计算这10种级配的分形维数。通过沥青混合料的65℃车辙试验,指出代表性级配走向的分形维数与其动稳定度是线性相关的,提出回归公式,根据此回归公式预测5种随机走向沥青混合料的动稳定度值。     

矿料级配对沥青混合料紫外线老化影响的分形描述

为定量描述矿料级配对沥青混合料高低温性能紫外线老化的影响,该文以AC-13S1、S2、S3、S4、S5和AC-16S1、S2、S3、S4、S5共10种级配为研究对象,通过室内紫外线老化试验,研究了紫外线老化前后不同级配沥青混合料动稳定度和低温劈裂强度的变化规律,并按分形几何基本原理,以集料粒径分布分形维数D作为表征不同级配特征的参数,建立了动稳定度降幅、低温劈裂强度降幅与粒径分布分维数D的相关关系。研究结果表明:紫外线老化后沥青混合料动稳定度及低温劈裂强度的降幅与粒径分布分维数D之间存在着较强的线性相关性;粒径分布分维数D越大,沥青混合料动稳定度受紫外线老化作用的影响越强烈,动稳定度降幅越大;粒径分布分维数D越小,沥青混合料低温劈裂强度受紫外线老化作用的影响越强烈,低温劈裂强度降幅越大。     

沥青路面就地热再生配合比设计及性能研究

为提高旧路沥青改造热再生技术的处理效果,结合某旧路沥青改造工程实例,在其材料回收及性能评价的基础上,分别从再生剂掺量、级配设计选定和最佳油石比确定进行再生沥青混合料级配设计,同时对热再生沥青的混合料性能进行有效评价。路面铺筑质量检测结果表明:该路段的压实度、动稳定度值、冻融劈裂强度比值和混合料损失等都满足规范要求,具有良好的施工质量和路用性能。     

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.     

水泥-乳化沥青混合料配合比设计与施工技术

通过对水泥-乳化沥青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,提出按照最佳级配、最佳流体用量、最佳沥青用量和最佳水泥用量来确定最佳配合比的方法;结合工程实例,系统地介绍了该种半柔性混合料的性能特点、组成设计及施工工艺流程。     

热拌再生沥青混合料水稳定性研究

热拌再生沥青路面的抗水损害性能是境内外研究热点。主要目的为探究不同级配组成特性和旧沥青材料(RAP)掺量对再生沥青混合料水稳性的影响,其中级配组成有细、中和粗3个水平,RAP掺量有30%、50%和70%3种情况。在采用现有浸水和冻融循环试验模拟水损害的基础上,使用水敏感测试仪(MIST)测定模拟行车荷载引发的动水对沥青路面的水损害作用,进一步探究再生沥青混合料水稳定性的影响因素。水损害作用前后的残留马歇尔稳定度和劈裂抗拉强度比的试验结果均表明,MIST试验中的水损害后的残留稳定度和劈裂强度下降幅度明显大于浸水和冻融循环试验结果;当RAP掺量较低时(30%),级配较细的级配设计再生沥青混合料可能有利于其水稳性;RAP掺量较高的2种情况(50%和70%),级配粗细对再生沥青混合料水稳定性无明显影响规律;劈裂强度试验表明,在RAP掺量为50%时,再生沥青混合料的抗水损害性能最佳。     

两种温拌剂对沥青混合料性能的影响研究

为克服热拌沥青混合料路面施工时存在污染严重、能耗浪费的问题,提出将降粘型EC-120和发泡型ASMIN两种温拌剂掺入沥青中制备温拌沥青及沥青混合料,分别测定了沥青的粘温曲线和混合料的空隙率,开展了车辙试验和冻融劈裂试验。结果表明:1)降粘型温拌剂EC-120能明显降低基质沥青的表观粘度,发泡型温拌剂ASMIN降粘效果不明显;通过拟合粘温曲线,得到了基质沥青与掺温拌剂沥青的压实温度与碾压温度。2) 2种温拌剂沥青混合料的空隙率、稳定度和流值均满足规范要求,且空隙率相同时,EC-120、ASMIN的压实温度较普通基质沥青混合料分别降低了15℃和10℃。3) EC-120能增加沥青混合料的动稳定度,改善其高温稳定性,但会小幅度降低混合料的冻融劈裂残留强度比,导致其水稳定性略有减弱;而ASMIN能小幅度提高混合料的动稳定度和冻融劈裂残留强度比,进而增强其高温性能和水稳定性能。