100%RAP的温拌再生沥青混合料的路用性能研究

沥青路面施工行业一直存在较大的节能减排的压力。一方面可以通过降低沥青混合料的拌和、摊铺温度来实现;另一方面,废旧沥青路面材料(RAP)的回收也是一个可行方案,既可减少废物的生产,同时又有利于减少资源的消耗。该文开展了一项温拌沥青配合使用RAP集料的研究:在低于常规热拌混合料工艺温度的条件下,生产含有100%RAP温拌再生沥青混合料。使用100%RAP和不同乳化沥青含量制备几种温拌再生沥青混合料(WMRA),并通过室内试验对它们的性能进行了评估,如水敏感性、劲度模量、抗疲劳性能和抗车辙性能。结果表明:这些WMRA可替代常规热拌沥青混合料用于公路路面。     

回收料掺量对温拌再生SMA沥青混合料性能的影响

为了优化出最佳的回收沥青路面材料(RAP)掺量(质量分数),通过室内试验研究了RAP掺量对Sasobit、Evotherm、Aspha-min三种温拌再生SMA沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳耐久性的影响,并将其与普通SMA和热再生SMA沥青混凝土进行了对比。结果表明:基于表面活性剂的温拌技术可使热再生混合料的出料温度降低20~30℃,采用温拌技术可将RAP掺量提高到50%;3种温拌再生SMA沥青混合料的高温稳定性随RAP掺量的增加先升后降,且在RAP掺量为30%~40%时出现峰值,水稳定性、低温抗裂均随RAP掺量的增加而逐渐降低,增大RAP掺量对温再生沥青混合料低应变水平下的疲劳寿命影响不大,但会大幅度降低高应变水平下的疲劳寿命;温拌再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性较热拌再生沥青混合料差,高温稳定性和低应变水平下的疲劳性能优于热拌再生沥青混合料;在相同RAP掺量情况下,Evotherm温拌再生沥青混合料的综合路用性能最优,RAP掺量小于40%时温再生SMA混合料的各项路用性能均满足现行施工规范的要求,推荐用于温拌再生SMA混合料的最大RAP掺量为40%,工程实践中可根据道路所在气候分区特点综合考虑RAP掺量。     

两类温拌剂SBS沥青混合料路用性能研究

选取常用降粘型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Aspha-min,以SBS改性沥青AC-13和AC-20沥青混合料为对照组。分别评定Sasobit、Aspha-min温拌AC-13混合料的高温、低温稳定性和水稳定性以及AC-20混合料的疲劳性能,探究温拌混合料路用性能与热拌混合料的区别,同时比较不同温拌混合料(不同作用机理的温拌剂)路用性能的差异。结果显示:温拌AC-13混合料的抗车辙性能有所降低;水稳定性有一定负面影响,但影响不大,相比而言Aspha-min对混合料水稳定性的影响较Sasobit要小;AC-13混合料的低温性能得到了改善。并回归了AC-20混合料疲劳寿命与应变的双对数坐标方程,显示疲劳寿命受应变的影响较大,低应变水平下,AC-20(Aspha-min)的疲劳寿命最大,AC-20(Sasobit)最小;中等应变水平下比较的3种混合料疲劳寿命相差不大;高应变水平时,AC-20(Sasobit)的疲劳寿命最大,AC-20(Aspha-min)最小。     

Sasobit温拌沥青的低温性能评价指标研究

针对当前国内外在评价温拌沥青低温性能指标上的局限性,为更精准地评价温拌沥青的低温抗裂性能,将不同掺量的降黏类温拌剂Sasobit加入到基质沥青中制备温拌沥青,并分别进行旋转薄膜烘箱老化和压力箱老化来对温拌沥青的低温性能评价指标展开了研究。采用沥青弯曲梁流变试验来获得温拌沥青的劲度模量、劲度模量变化率,计算得到低温连续分级温度及k指标。另外,运用Burgers黏弹性模型对BBR试验数据进行参数拟合来获得Burgers模型的4个黏弹性参数,并构建了低温性能综合评价指标J。通过沥青混合料小梁弯曲试验得到温拌沥青混合料的低温弯曲应变能密度,将弯曲应变能密度与各评价指标进行了相关性分析和比选。试验结果表明:温拌剂Sasobit的加入削弱了沥青的低温抗裂性能,这表现为更高的劲度模量、更低的劲度模量变化率、更高的低温连续分级温度、更大的k指标和J指标;Sasobit掺量越高,低温性能削弱效果越显著;利用单一的劲度模量或劲度模量变化率m指标对温拌沥青的低温性能评价存在一定片面性,综合考虑沥青低温变形能力和应力松弛能力的低温连续分级温度、k指标及J指标能更加精确地评价温拌沥青的低温性能。     

泡沫温拌再生沥青混合料力学性能研究

为了研究不同掺量废旧沥青混合料RAP对泡沫温拌再生沥青混合料力学性能的影响,分别对0%、20%、30%RAP掺量的混合料进行动态模量试验。采用Sigmoid函数拟合得到参考温度T=20℃时的动态模量主曲线,并基于缩减频率f_r对沥青混合料的服役温度进行划分,最后预测得到不同RAP掺量混合料在高温区域的动态模量。试验结果表明:提高RAP掺量能提高混合料的动态模量,尤其在低频高温区内。而在高频低温区,不同RAP掺量主曲线相差不大。当泡沫温拌再生沥青混合料的温度为55～70℃时,预估得到不同RAP掺量的泡沫温拌再生沥青混合料动态模量。当混合料受到的影响温度越高,掺加RAP对提高混合料的模量越有利。     

泡沫温拌再生沥青混合料回弹模量与动态模量的试验研究

为了研究不同RAP掺量对泡沫温拌再生沥青混合料模量的影响，明确泡沫温拌再生沥青混合料的力学性能和黏弹特性，对RAP掺量为0、20%、30%的泡沫温拌再生沥青混合料分别进行回弹模量和动态模量试验。利用回弹模量荷载～变形曲线及应力～应变曲线分别计算得到混合料的加载变形L₀、残余变形L₃以及耗散能W_i。此外，通过构建动态模量主曲线，预测55～70℃范围内动态模量。利用Cole-Cole曲线分析RAP对混合料玻璃态转化温度T_g的影响。研究结果表明，掺加RAP提高了混合料的回弹模量和动态模量，随着RAP掺量的增加，混合料的加载变形L₀、残余变形L₃以及耗散能W_i均有所降低。动态模量主曲线预测结果表明，当温度为70℃时，掺加30%RAP时动态模量比0 RAP和20%RAP分别提高了63.6%和52.3%。Cole-Cole曲线表明，添加RAP后混合料的玻璃态转化温度T_g由5℃向20℃偏移。上述指标均能够有效评价泡沫温拌再生沥...     

高RAP掺量沥青路面温拌再生混合料特征及路用性能研究

为探究高掺量沥青回收料(RAP)温拌再生技术的可行性和合理性,开展了65%,75%和85%共3种高掺量RAP下再生沥青混合料的路用性能试验分析,并对热拌和温拌再生施工技术下沥青混合料的性能进行了对比研究,结果表明:①3种高掺量RAP沥青混合料的路用性能均满足设计规范,综合考虑强度及抵抗变形能力,认为75%RAP为最佳掺量;②加入温拌剂对于沥青混合料的抗冻融和低温变形能力有消极影响,而Sasobit温拌剂和Defuron温拌剂分别对高温抗变形和水稳定性反而会有一定的提升作用;③温拌再生技术可降低25℃施工温度,在不影响施工质量的前提下,削弱了沥青二次老化现象,同时减少施工过程中有毒有害气体的排放,对于施工人员健康和环境保护具有积极作用。     

木质素纤维与橡胶沥青复合改性高RAP掺量温拌再生混合料路用性能与耐久性研究

为了解决传统温再生混合料RAP掺量低、低温和水稳定性不满足工程要求的行业性难题,对不同类型纤维橡胶温拌再生混合料进行了常规路用性能试验、四点弯曲疲劳和加速加载试验(MMLS1/3),分析了胶粉掺量和木质素纤维对高RAP掺量Sasobit纤维橡胶温拌再生混合料路用性能和疲劳性能的改善效果,结果表明,掺加Sasobit温拌可使橡胶温拌再生混合料拌和温度可降低30℃~35℃,节能减排效果显著;通过掺加木质素纤维和橡胶沥青是改善高RAP掺量温再生沥青混合料高低温性能和抗疲劳耐久性能的有效技术途径;相对于SBS改性温再生混合料,纤维橡胶沥青温拌再生混合料具有较好的水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能;纤维橡胶沥青温再生混合料疲劳寿命、自愈合性能均随着橡胶沥青中胶粉掺量增大呈先增大后减小的变化趋势,在14%胶粉掺量时疲劳寿命和自愈合性能出现峰值,纤维橡胶温再生混合料抗剪切疲劳次数为基质沥青和SBS温再生混合料的1.23~1.85倍、1.15~1.47倍。推荐用于纤维橡胶沥青温再生混合料适宜的木质素纤维掺量为0.35%,适宜的橡胶沥青胶粉掺量14%~16%。     

温拌再生沥青混合料耐久性能室内试验研究

作为公路翻修维护的一项新技术,集成温拌技术与热拌再生技术优点的温拌再生技术越来越受到重视,在验证热再生沥青混合料和添加两种温拌剂的温再生沥青混合料配合比设计合理的基础上,分别采用冻融循环劈裂试验、老化试验以及疲劳试验对3种再生沥青混合料的水稳定性能、低温抗裂性能以及疲劳寿命等耐久性能进行系统研究,研究结果表明:相对于热再生沥青混合料而言,添加两种温拌剂的温再生沥青混合料的动稳定度降低,最大弯曲拉应变、抗拉强度比和残留稳定度均得到不同程度的提升;温再生沥青混合料的抗老化性能和抗疲劳性能均好于热再生沥青混合料,且添加DAT温拌剂的沥青混合料抗老化、抗疲劳性能优于添加S-I温拌剂的沥青混合料;三种再生沥青混合料的疲劳寿命试验值采用线性疲劳方程拟合效果较好。研究成果可以为温拌再生沥青混合料的应用提供指导和借鉴。     

热拌及温拌再生沥青混合料疲劳特性研究

为了在路面养护工程中更好地利用再生沥青混合料，设计了RAP掺量均为80%的热拌及温拌再生沥青混合料，对其进行四点弯曲疲劳试验，采用耗散能法分析普通再生剂和温拌再生剂对再生沥青混合料疲劳性能的影响，并与新拌沥青混合料进行对比。结果表明：1)温拌再生沥青混合料的疲劳性能虽不及新拌沥青混合料，但显著优于热拌再生沥青混合料；2) 3种沥青混合料达到疲劳破坏时的累积耗散能和疲劳寿命在双对数坐标系中均呈现出良好的线性关系，且此关系不受再生剂种类及是否掺加RAP的影响，由此可通过线性拟合得到用累积耗散能表示的疲劳方程。     

Aspha-min温拌沥青混合料路用性能研究

针对AC-13和AC-20两种Aspha-min温拌沥青混合料,通过室内试验研究,确定了温拌沥青混合料的制备工艺参数,对比分析了Aspha-min温拌沥青混合料和普通沥青混合料的强度特性、疲劳性能和高温稳定性等路用性能。研究结果表明:冻融之前,Aspha-min温拌沥青混合料和普通沥青混合料的劈裂强度变化不大,冻融之后,Aspha-min温拌沥青混合料劈裂强度比普通沥青混合料有所下降;在级配类型和温度相同的情况,Aspha min温拌沥青混合料和普通沥青混合料的疲劳寿命曲线几乎重合,疲劳寿命的变化规律一致,并回归了疲劳方程;在高温稳定性方面,Aspha min温拌沥青混合料比普通沥青混合料表现更好。     

消石灰对不同温拌剂温拌沥青混合料水稳定性的影响

水损害是沥青混凝土路面早期病害中破坏性最大的一种病害,所以对温拌沥青混合料水稳定性的研究至关重要。本研究对不同含量的消石灰分别对添加Aspha-min和Sasobit两种温拌剂的沥青混合料水稳定性的影响进行了研究。结果表明,增加消石灰含量可以提高两种温拌沥青混合料的水稳定性。2%消石灰添加量可以很好地增加密级配WMA混合料的水稳定性。熟石灰对Sasobit混合料的改善作用更为明显。     

温拌剂对混合料性能影响的灰色关联分析

为了研究Sasobit、Aspha-min、Evotherm三种温拌剂对胶粉沥青混合料性能影响,对其混合料的高温、低温性能及水稳定性等进行试验,并研究了3种温拌混合料的降温幅度以及节能减排效益,基于灰色理论分析了3种温拌剂对胶粉沥青混合料的性能影响。结果表明:3种温拌剂的降温幅度不同,对混合料路用性能方面的影响也存在差异,通过灰色关联分析发现Evotherm温拌剂对胶粉沥青混合料的影响相对较好。     

不同温拌剂温拌沥青混合料力学性能对比研究

该文以新型SAP温拌沥青混合料为主要评价对象,对比研究了热拌沥青混合料、SAP温拌沥青混合料以及Sasibot、Evotherm、Aspha-min共3种常规温拌沥青混合料的力学特性。采用UTM进行频率扫描试验和间接拉伸疲劳试验,分别得到不同温拌沥青混合料的动态模量主曲线和疲劳方程,并进行了不同温拌技术的经济效益分析。结果表明:温拌沥青混合料与热拌沥青混合料在高频低温区有近似的动态模量值,但在低频高温区两者的动态模量有显著差异,在荷载水平较高条件下SAP温拌沥青混合料的疲劳性能略微低于其他3种温拌沥青混合料,SAP温拌剂具有巨大的价格优势,使其具有良好的经济效益和广阔的应用前景。     

温拌剂在旧沥青路面就地热再生中的应用研究

为探讨温拌技术与热拌技术的性能差异及检验温拌剂再生混合料的路用性能,进行运动黏度、高低温稳定性、水稳定性等试验,对比了2种温拌剂的技术指标,对添加Sasobit温拌剂的混合料特性进行了试验,并进行了施工测试。结果表明,120℃时使用Sasobit温拌剂的沥青黏度最小,其值仅为0.8Pa·s;使用Sasobit组的沥青再生混合料高温稳定性最高,Evotherm组次之,热拌组低温性能较好,3组残留强度均高于90%,且Sasobit组综合性能指标更为合理。使用Sasobi温拌技术的旧沥青再生混合料及其施工路面的技术指标均能达到技术规范要求,值得推广。     

热拌与温拌再生沥青混合料使用性能比较研究

为了对比分析热拌与温拌再生沥青混合料使用性能,开展了不同RAP掺量的热拌与温拌再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性、抗压回弹模量及劈裂强度等使用性能试验。试验结果表明:与热拌再生沥青混合料相比,温拌的高温性能优势明显,但低温抗裂性能略差,且随RAP掺量的增加,无论是热拌还是温拌,其高温性能均提高显著,而其低温抗裂性能却不断降低;两种混合料的15℃和20℃抗压回弹模量与15℃劈裂抗拉强度均随RAP掺量的增加而增大,相同RAP掺量下,热拌值略大于温拌值。总之,除低温抗裂性随RAP掺量的增加稍减小外,其它各项性能指标均有不同程度地提高。     

温拌技术在厂拌热再生工程中的应用研究

为了突破厂拌热再生工艺中RAP掺配率低的技术瓶颈,引入了温拌技术推导温拌热再生沥青混合料的RAP可能最大掺配率,并进行混合料性能验证,确定RAP合理掺配率,铺筑试验路。结果证明,50%RAP温拌热再生沥青混合料性能完全满足规范要求,并可提高厂拌热再生路面压实质量。     

RAP掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响

为了研究RAP(回收沥青路面材料)掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响,突破以往厂拌热再生中RAP掺量较低的瓶颈,通过设计不同RAP掺量的AC-16温拌再生沥青混合料,并对再生混合料的最佳沥青用量、拌和压实温度以及路用性能进行试验,研究温拌再生混合料的性能变化规律。试验结果表明,最佳沥青用量随着RAP掺量的增加而增加,而最佳新沥青用量随着RAP掺量的增加而减少,温拌剂的温拌效果随着RAP掺量的增加而减弱,温再生混合料的路用性能在RAP掺量为40%~50%时变化加剧,最终确定温拌再生沥青混合料的RAP掺量宜控制在40%~50%。     

基于Aspha-min的温拌沥青混合料试件的制备探究

温拌剂Aspha-min通过降低沥青高温粘度来改善沥青混合料的和易性,使其拌和摊铺温度降低而路用性能保持不变甚至得到加强。文中通过对标准级配AC-20和AC-13采用不同的添加工艺、不同拌和温度和不同温拌剂添加量,研究Aspha-min温拌沥青混合料的制备方法。     

Sasobit温拌排水沥青混合料路用性能研究

为研究Sasobit温拌排水沥青混合料的各项路用性能,在OGFC-13型沥青混合料中掺加Sasobit温拌剂制备成温拌排水沥青混合料,通过击实马歇尔试验确定其最佳成型温度,并通过室内试验对温拌排水沥青混合料和热拌排水沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性性能和老化性能进行对比研究。结果表明:Sasobit温拌剂降温效果较好,相比于热拌排水沥青混合料,温拌排水沥青混合料击实温度可以降低25℃;温拌沥青混合料的各项路用性能与热拌排水混合料接近。