厂拌热再生沥青混合料的试验及应用研究

基于提高废弃沥青混合料厂拌热再生中旧料掺量的目的,本文通过再生混合料配合比设计及掺入一定量的再生剂对旧料的性能进行了改善,将旧料掺量提高到30%,并通过室内试验研究了热拌沥青混合料的有关性能。室内研究表明:通过合理的配合比设计后,旧料的变异性得到了控制,热拌再生沥青混合料的马歇尔指标均符合规范要求;在旧料回收的沥青中掺入6%再生剂后,回收沥青的性能得到了有效恢复;掺入30%旧料+6%再生剂(占旧料回收沥青的质量百分数)后,热拌再生沥青混合料的高温稳定性得到了显著提升,其水稳定性亦得到了小幅度提升,但低温稳定性与抗疲劳性能出现了一定降低,但仍符合规范要求。工程应用表明:热拌再生沥青混合料铺筑的路面具有良好的使用性能,应用效果优异。     

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%。     

抗剥落剂和纤维对热(温)再生沥青混合料水稳定性及抗裂性能的影响

为了改善高RAP掺量热再生和温再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳耐久性,基于沥青表面能测试和黏附功计算,研究了老化沥青、温拌剂、纤维、抗剥落剂对沥青-集料黏结强度的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融循环试验和四分点加载疲劳试验研究了纤维和抗剥落剂对热再生混合料路用性能和抗疲劳耐久性的影响,并揭示了纤维和抗剥落剂对热再生混合料水稳定性和低温抗裂性能的影响机理。研究结果表明,导致热再生和温拌再生水稳定性较低的原因是沥青老化后表面能的降低,掺加温拌剂降低了沥青的表面能,降低了沥青-集料界面的黏结强度;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂可显著改善沥青表面能、增大沥青与集料之间的粘附功,提高沥青与集料之间的粘附性;将抗剥落剂与纤维复配可显著改善热(温)再生沥青混合料的低温性能,纤维与抗剥落剂不仅显著提高了热(温)再生混合料的劈裂强度和水稳定性,也延缓了冻融循环作用下热(温)再生混合料劈裂强度的衰变历程;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂均可显著改善热(温)再生混合料的弯曲劲度模量和抗疲劳寿命,,纤维与抗剥落剂复合改性热再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,建议优先采用玄武岩与抗剥落剂复配方案来改善高RAP掺量热(温)再生混合料的耐候性。     

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。     

废旧SBS改性沥青混合料AC-13C温拌再生性能评价

该文开展了SBS改性沥青混合料热拌再生技术和温拌再生技术的相关研究,首先通过室内试验制备了SBS改性沥青混合料旧料RAP。其次,通过车辙试验、低温蠕变试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验评价了掺配率为0、20%、30%、40%、50%时AC-13C型热拌再生和温拌再生改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。通过对比热拌再生改性沥青混合料HRMA和温拌再生改性沥青混合料WRMA的路用性能发现:改性沥青混合料废旧料能够实现温拌再生,RAP最大掺配率能够达到40%,拌和温度较热再生可以降低30℃以上。WRMA的各项路用性能均优于HRMA。     

温拌再生沥青混合料设计及其性能研究

为探究不同掺量RAP对温拌再生沥青混合料性能的影响,增加厂拌热再生中旧料的掺配量,提高废旧沥青路面材料的利用率,通过分析评价现有RAP的各项指标,设计旧料掺量为0、30%、40%、50%、60%的温拌再生沥青混合料配合比,并确定各掺量下混合料的最适宜压实温度。通过车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验来评价不同旧料掺量下AC-16型温拌再生沥青混合料的各项性能。得出温拌效果、路用性能随旧料掺量的变化规律及温拌沥青混合料与温拌再生沥青混合料的性能差异。     

稳定型橡胶沥青厂拌热再生混合料性能研究

为提升厂拌热再生沥青路面的使用性能,探索应用稳定型橡胶沥青改善再生混合料综合性能。在试验对比70#道路石油沥青、SBS改性沥青、传统湿法橡胶沥青以及稳定型橡胶沥青等胶结料性质的基础上,基于高模量混合料组成原理对橡胶沥青再生料进行了配合比设计。通过基本性能试验、高温车辙、低温弯曲、冻融劈裂及半圆弯曲试验探究了稳定型橡胶沥青再生料的路用性能。结果表明:稳定型橡胶沥青在针入度、软化点和弹性恢复率等指标方面与SBS改性沥青接近,施工和易性和存储稳定性显著优于传统湿法橡胶沥青;在旧料掺量低于50%的条件下,稳定型橡胶沥青再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,高温、低温稳定性及水稳定性得以兼顾;随着旧料掺量的提高,稳定型橡胶沥青再生混合料动态模量、高温抗车辙能力、抗水损能力提高,低温稳定性及抗裂性能有所下降。     

高模量再生沥青混合料性能研究

为了研究热再生高模量沥青混合料的路用性能,通过将普通沥青和不同掺量的布墩岩沥青(BRA)配制成改性沥青,分析了BRA掺量对改性沥青性能的影响规律,并以改性沥青混合料的动态模量为指标确定了BRA的合理掺量。通过测试不同旧料掺量下的再生混合料的动态模量、高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,提出热再生高模量沥青混合料的旧料合理掺量。结果表明:随着BRA掺量的提高,改性沥青的高温稳定性有所提升,BRA的合理掺量为40%。旧料掺量的提升对于再生混合料的模量提高影响不大;旧料掺量的提升有益于改善再生混合料的抗车辙性,但会影响其低温稳定性;在旧料掺量小于60%时,对高模量再生混合料水稳定性影响不大;旧料掺量过高不利于高模量再生混合料的疲劳性能。     

水发泡温拌再生沥青混合料水稳定性研究

以密级配沥青混合料AC-20为例,采用冻融劈裂试验方法,用劈裂强度比(TSR)来评价水稳定性能,重点研究了温度、RAP掺量、添加剂和发泡水量对水发泡温拌再生沥青混合料水稳定性的综合影响。研究结果表明,旧沥青混合料(RAP)烘干温度相同时,水发泡温拌再生沥青混合料的TSR值随新料加热温度和混合料的击实温度增加而增大,水稳定性增强,尤其在有添加剂或旧料掺量增加时,温度对其水稳定性的影响更明显;但当旧料烘干温度升高时,再生沥青混合料的水稳定性有所减弱;在温拌再生沥青混合料中添加液体抗剥落剂和消石灰后,其TSR值有较明显的增长,消石灰的改善效果略好;相同试验条件下,随着旧料掺量的增加,水稳定性会有所减弱;旧料掺量不同时,发泡水量对水稳定性的影响呈现出不同的规律。     

复掺纤维再生沥青混合料性能试验研究

选用木质素纤维和玄武岩纤维对SMA-13级配再生沥青混合料进行改良,对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行试验研究。结果表明:玄武岩纤维对再生沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性能的改善效果较为显著,而木质素纤维对混合料的水稳定性的增强效果更为明显;按指标控制要求,单掺木质素纤维或玄武岩纤维沥青混合料对应的铣刨料最大掺量均低于30.0 %,采用0.2 %木质素纤维和0.4 %玄武岩纤维进行复掺改善再生沥青混合料,铣刨料的掺量最大可达到50.0 %,有利于提高铣刨料的再生利用率。     

水泥对乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料路用性能的影响

文章利用室内试验的方法,研究了水泥对厂拌冷再生沥青混合料路用性能的影响。室内试验结果表明:厂拌冷再生沥青混合料的高温稳定性较好,低温抗裂性能基本满足低等级公路路面的技术要求,但其水稳性能不甚理想;添加水泥可明显改善厂拌冷再生沥青混合料的水稳性能,对其高温稳定性能和低温抗裂性能也有一定的改善效果;厂拌冷再生混合料的新料与旧料掺配比例为1:6和1:7,水泥添加量为3%时,再生料的使用效果较好,其各项路用性能指标满足农村公路路面的技术要求。     

基于GTM的温拌再生沥青混合料压实特性

基于温拌再生技术,利用GTM设计法对沥青混合料的级配进行设计并确定拌和与压实温度,研究温拌再生沥青混合料压实特性随压实温度和旧料掺配比例变化规律,分析不同温度(100℃、110℃、120℃、130℃、140℃)、不同旧料掺量比例(0%、20%、30%、40%、50%)下温拌再生沥青混合料体积参数的变化规律。结果表明,温拌再生沥青混合料的空隙率随压实温度的提高而减小,沥青混合料的沥青饱和度、旋转剪切系数GSF、旋转稳定值GSI随着压实温度的升高而增加;压实温度一定时,温拌再生沥青混合料的空隙率随旧料掺量的增加而增大,沥青混合料的沥青饱和度、旋转剪切系数、旋转稳定值随着旧料掺量的增加而减小;旧料掺量在40%以下、压实温度在100℃~140℃范围,温拌再生沥青混合料的体积指标均满足要求。     

温拌再生玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为充分利用旧沥青混合料(RAP),减少建筑垃圾对土地的占用及环境污染,文中利用玄武岩纤维力学性能好、与沥青相容性好的特点改善温拌再生混合料的路用性能,通过对再生混合料进行矿料级配设计及路用性能研究,确定沥青最佳用量、再生剂和温拌剂合理掺量;通过对再生混合料进行高温抗车辙试验、低温抗裂试验、抗水毁能力试验,研究不同玄武岩纤维掺量对温拌再生混合料路用性能的影响。结果表明,玄武岩纤维掺量为0.3%时,温拌再生混合料的高温抗车辙、抗水毁及抗渗水能力最优;纤维掺量为0.4%时,温拌再生混合料的低温抗开裂能力最优。     

温拌剂对提高再生沥青混合料旧料掺量的影响研究

文中基于高温车辙、四点弯曲疲劳、冻融劈裂、半圆弯曲及浸水汉堡车辙试验,研究向不同旧料掺量的再生沥青混合料中加入温拌剂对提高再生沥青混合料旧料掺量的作用影响,并对不同旧料掺量的再生沥青混合料路用性能进行全面评价。试验表明,温拌剂的加入能够明显提高再生沥青混合料中的旧料可掺量。对比不同路用性能下的最佳旧料掺量,给出了旧料掺量建议值。     

旧料掺量对热再生沥青混合料拌和压实温度及性能的影响

为研究不同旧料掺量对就地热再生沥青混合料拌和压实温度及性能所产生的影响,选取旧料掺量分别为70%、80%、90%、100%的热再生沥青混合料进行试验,结合黏温曲线和体积指标控制方法对最佳拌和压实温度进行试验分析,并在此基础上研究不同旧料掺量下热再生沥青混合料性能的变化规律。试验结果表明:当旧料掺量由70%增加至100%,表征热再生沥青混合料高温路用性能的指标稳定度值逐渐增大;新沥青用量由1.85%降低至0.5%,经济效益显著;最佳拌和压实温度不断降低,旧料掺量每增加10%,拌和压实温度平均降低5℃;路用性能方面,高温稳定性和水稳定性随着旧料掺量的增加逐渐增强,而低温抗裂性逐渐降低。     

再生剂及温拌剂对再生沥青混合料性能影响研究

对再生剂及温拌剂对旧沥青转移规律的影响试验研究,并采用车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验及析漏试验对比了旧料沥青混合料、再生沥青混合料及温拌再生沥青混合料的路用性能。试验结果表明,加入再生剂后旧沥青向新集料的转移量增大,同时温拌剂和再生剂共同加入后也使得旧沥青转移量增大明显;加入温拌剂的再生沥青混合料具有较好的稳定度、高温性能、水稳定性和低温性能,但其析漏损失较大,后续研究时,可加入纤维对其改良。     

厂拌热再生混合料拌和工艺优化研究

针对厂拌热再生混合料常规拌和工艺存在的缺陷提出改进,通过沥青混合料冻融劈裂试验、车辙试验和低温弯曲试验等分析了不同拌和工艺对厂拌热再生混合料体积参数、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性的影响。结果表明,对于较高旧料掺量的厂拌热再生混合料,采用改进拌和工艺能够显著提高其压实性能、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性。     

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。     

温拌剂对沥青混合料路用性能的影响分析

为了分析温拌剂对沥青混合料各项性能的影响,采用不同的温拌剂掺量制备温拌沥青混合料,测试其马歇尔稳定度、高温性能、低温性能及水稳定性,并结合温拌剂掺量与各项性能的关系曲线,推荐了最佳的温拌剂掺量。然后采用最佳温拌剂掺量,对比分析了温拌沥青混合料和基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料的各项路用性能。试验结果表明:温拌剂在熔点以下的温域主要起到增粘作用,在熔点以上的温域主要起到降粘作用,因此可以改善沥青混合料的施工和易性,提升沥青混合料的高温性能、水稳定性;由于温拌剂中蜡成分在低温时呈现脆性,因此温拌沥青混合料的低温性能有所降低。     

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。