乳化沥青冷再生混合料设计方法及路用性能研究

通过对沥青原材料的检测,提出材料选择标准,为满足工程需求,针对乳化沥青冷再生半柔性材料,进行土工击实试验确定最佳流体含量;基于浸水马歇尔试验和浸水劈裂试验确定最佳乳化沥青用量;对最佳材料用量的混合料进行冻融劈裂试验、车辙试验、低温弯曲破坏试验。结果表明,该乳化沥青冷再生混合料的水稳定性、高温稳定性、低温稳定性符合标准。     

水泥乳化沥青再生水泥稳定碎石基层材料研究

采用水泥和乳化沥青再生水泥稳定碎石回收材料,通过马歇尔击实法确定了再生混合料的最佳外加水量和最佳乳化沥青用量,测试了不同水泥用量下再生混合料高温养生后的劈裂强度、浸水劈裂强度比、冻融劈裂强度比,以及混合料不同龄期的劈裂强度和抗压强度.试验结果表明,水泥和沥青同时影响再生混合料的强度,随着水泥用量增大,再生混合料的最终劈裂强度增加,水稳定性增强,7d劈裂强度和抗压强度增长速度加快.再生混合料中的最优水泥用量需要综合考虑乳化沥青再生混合料设计标准和无机胶凝材料再生混合料设计标准来确定,本文推荐最佳水泥用量取2.5％左右.     

乳化沥青冷再生混合料最佳拌和用水量确定方法

基于旋转压实成型方法,研究拌和用水量对乳化沥青冷再生混合料密实度、强度等指标的影响,并与土工重型击实法确定的拌和用水量对比。结果表明,旋转压实法成型试件的密实度比重型击实法试件大,最佳拌和用水量比重型击实法确定的小;冷再生混合料的密度及干、湿劈裂强度随拌和用水量的增多先增大后减小;推荐采用兼顾乳化沥青冷再生混合料最优和易性与最大干密度的方法确定最佳用水量。     

水性环氧乳化沥青冷再生混合料路用性能研究

为提高乳化沥青冷再生混合料路用性能,制备70%RAP(废旧沥青路面回收材料)掺量的水性环氧乳化沥青冷再生混合料进行研究。通过击实试验及劈裂试验确定水性环氧乳化沥青冷再生混合料的最佳含水量和最佳乳化沥青用量分别为4.0%、4.3%;采用沥青混合料车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验及四轮加载磨耗试验评价水性环氧乳化沥青冷再生混合料的性能。试验结果表明：水性环氧乳化沥青冷再生混合料具有更好的高温稳定性、水稳定性和耐久性;低温抗裂性略有降低,但仍满足规范要求;推荐水性环氧树脂掺量为10%。     

不同压实方法对乳化沥青冷再生混合料疲劳性能的影响研究

不同压实成型方法制备的乳化沥青冷再生混合料的疲劳性能存在较大差异，通过采用改进的马歇尔击实法和垂直振动压实法制备两种乳化沥青冷再生混合料，进一步对乳化沥青冷再生混合料进行间接拉伸疲劳试验，在试验结果基础上建立基于Weibull分布的间接拉伸疲劳方程，对不同压实成型方法的疲劳方程参数进行分析研究，探索不同压实成型方法对乳化沥青冷再生混合料疲劳性能的影响。试验结果表明，垂直振动压实法制备乳化沥青冷再生混合料的平均力学强度可达到现场取芯试件的92%，而改进的马歇尔击实成型试件的平均力学强度仅为现场取芯的65%；与改进的马歇尔击实法相比，垂直振动压实法的最佳乳化沥青掺量和外掺水量分别降低了9%和11%，同时抗水损害性能、低温抗裂性能和高温抗车辙性能可分别提高4%、12%和35%；基于Weibull分布建立的疲劳方程可有效评价乳化沥青冷再生混合料的疲劳寿命，垂直振动压实法制备的乳化沥青冷再生混合料表现出良好的应力变化敏感性和疲劳耐久性，其在应力比为0.5时的疲劳寿命是改进马歇尔击实法的1.36倍。     

改进的水泥-乳化沥青冷再生混合料设计方法

文章通过实验,采用水泥和乳化沥青为再生剂进行了水泥乳化沥青冷再生混合料的配合比设计。实验结果表明:第二次成型的时间选择在30℃恒温烘箱中养生后的24h较好,水泥乳化沥青冷再生混合料设计过程中采用最佳有效流体含量指标确定外掺水量是比较合理的,采用60℃温度条件下的第二次击实更能模拟现场压实,在满足劈裂强度要求条件下采用无侧限抗压强度最大值求最佳沥青能降低乳化沥青的用量,采用此最佳沥青进行车辙试验,结果表明高温稳定性良好。     

乳化沥青冷再生混合料初期抗磨耗性能评价及技术要求

针对我国现有规范关于乳化沥青冷再生混合料初期强度评价的空白,选取磨耗试验作为评价方法,用对比试验确定了试验的关键参数,包括成型方式、养生温度、养生相对湿度以及养生时间;分析了不同乳化剂种类、乳化剂剂量、乳化沥青用量、水泥剂量和矿料级配对乳化沥青冷再生混合料初期抗磨耗性能的影响,据此提出相应的技术要求;利用方差分析法,分析了不同影响因素的显著性。结果表明:提出的磨耗试验简单、可靠,可用于评价乳化沥青冷再生混合料的初期抗磨耗性能;马歇尔击实法或旋转压实法均可作为磨耗试验试件成型方式,推荐采用大型马歇尔击实法(双面各击实75次)作为标准成型方式;养生条件对乳化沥青冷再生混合料磨耗损失影响较大,随温度的升高或养生时间的延长,磨耗损失均逐渐减小,随相对湿度的增加,磨耗损失逐渐增大;结合我国国情,拟定磨耗试验试件标准养生温度为25℃,养生相对湿度为70%,养生时间为4 h。以磨耗损失不大于3.5%为控制指标,可作为优化乳化沥青冷再生混合料配合比设计的依据;影响乳化沥青冷再生混合料初期抗磨耗性能的各因素依次为水泥剂量乳化剂种类矿料级配乳化沥青用量乳化剂剂量,水泥剂量、乳化剂种类和矿料级配对冷再生混合料初期强度影响显著。     

基于早期抗压强度的乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法

为了研究不同级配冷再生混合料的早期强度评价指标及最佳乳化沥青用量(OEC),在RAP料中掺入不同比例的新集料,设计出4种不同级配的冷再生混合料,通过击实试验确定了不同级配混合料的最佳掺水量。针对我国现行规范中最佳乳化沥青用量确定方法的不足,以试件含水率为2%作为试件的试验状态。根据剩余含水率及强度检测结果,确定了采用静压试件在25℃鼓风烘箱中养生27 h后的无侧限抗压强度作为评价乳化沥青冷再生混合料早期强度的指标。以早期抗压强度和干、湿劈裂强度为指标,确定了不添加水泥时冷再生混合料在不同强度指标下对应的OEC。基于冷再生料早期强度,提出了以早期抗压强度为指标确定最佳乳化沥青用量。最后,以早期抗压强度为指标,确定了不同级配混合料的最佳乳化沥青用量。结果表明:同一强度指标下,4种冷再生混合料的最佳沥青用量大小顺序为XL40XL30XL20XL10,表明随着新集料掺量的增加,冷再生混合料的最佳乳化沥青用量也逐渐增加;同一冷再生混合料下,3种强度指标最大值对应的最佳乳化沥青用量大小顺序为OEC_dOEC_wOEC_e,与OEC_d和OEC_w相比,OEC_e少了0.24%～0.5%的乳化沥青用量;与采用OEC_d和OEC_w的冷再生混合料相比,在兼顾后期强度的同时,采用OEC_e的冷再生混合料具有较高的早期强度。冷再生混合料强度虽满足规范要求,但并未表现出较高的力学强度,在此可通过添加适量的水泥来进行改善。     

不同马歇尔击实方法乳化沥青冷再生混合料细微观结构性能研究

基于X-ray CT和数字图像处理技术研究了五种击实方法下乳化沥青冷再生混合料试件内部粗颗粒的颗粒主轴取向角和细微观空隙分布特征,并通过统计分析提出数学模型对其进行表征。结果表明:马歇尔击实方式下乳化沥青冷再生混合料粗集料取向角基本符合洛伦兹分布,第二遍击实次数越多,粗集料取向角减小幅度越大,增大二次击实功虽然可改善乳化沥青冷再生混合料的颗粒分布结构,但远没有增大第一次击实功效果明显;"50+25"、"60+15法"空级配中大孔百分比明显减小,同时小孔百分比显著增大,随着第二遍击实次数的减小,乳化沥青冷再生混合料平均孔径呈先减小后增大的变化趋势,马歇尔试件平均孔径与劈裂强度之间具有良好的线性拟合关系。二次击实可减小乳化沥青冷再生混合料内部的大孔,改善粗集料的骨架承载结构,综合考虑击实方法对乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、粗颗粒存在形态以及细微观空隙分布特征的影响,推荐采用"50+25法"成型马歇尔试件。     

基于X-rayCT乳化沥青冷再生混合料马歇尔击实方法研究

采用工业CT无损检测技术(X-ray CT)和数字图像处理技术研究"30+45"、"40+35"、"50+25"、"60+15"、"75+0"等5种马歇尔击实方法下,乳化沥青冷再生混合料试件内部粗颗粒的颗粒主轴取向角和空隙特征分布特征,并通过统计分析提出数学模型对其进行表征。结果表明:马歇尔击实方式下乳化沥青冷再生混合料粗集料取向角基本符合洛伦兹分布,第二遍击实次数越多,粗集料取向角减小幅度越大,增大二次击实功虽然可改善乳化沥青冷再生混合料的颗粒分布结构,但远没有增大第一次击实功效果明显;"50+25"、"60+15"法空级配中大孔百分比明显减小,而小孔百分比显著增大,随着第二遍击实次数的减小,乳化沥青冷再生混合料平均孔径呈先减小后增大的变化趋势,马歇尔试件平均孔径与劈裂强度之间具有良好的线性拟合关系。二次击实可减小乳化沥青冷再生混合料内部的大孔,改善粗集料的骨架承载结构,综合考虑击实方法对乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、粗颗粒存在形态以及细微观空隙分布特征的影响,推荐采用"50+25"法成型马歇尔试件。     

考虑第二次压密的乳化沥青冷再生混合料室内试验方法研究

冷再生沥青混合料在常温下摊铺和碾压,空隙率较大,性能方面不能达到热拌沥青混合料（HMA）的标准,一般被用在路面结构中的基层或下面层中,其上还须加铺一定厚度的HMA以满足道路使用的要求。在冷再生层上摊铺HMA时,HMA高达150～170℃的高温,会将冷再生层加热,加之施工机械和车辆荷载等作用,致使冷再生层会被进一步压实,称之为冷再生层的“第2次压实”过程。对现场冷再生层钻芯取样后发现,摊铺HMA前后的冷再生芯样的空隙率相差可达3％。现有冷再生混合料设计方法对这一现象并未考虑,导致冷再生层在实际施工过程中出现了严重的压密性车辙。提出在进行冷再生混合料设计时,应该考虑不同施工季节以及第2次压密过程的影响,并对现有试验方法进行了必要的改进。     

掺水泥乳化沥青冷再生混合料强度影响因素试验研究

采用垂直振动成型方法制备圆柱体试件，通过试验研究了乳化沥青类型和水泥掺量对高速公路路面上面层掺回收料就地冷再生混合料强度的影响。结果表明:与普通中裂乳化沥青冷再生混合料相比，SBR与SBS改性乳化沥青冷再生混合料力学强度可分别至少提高15.0%，9.0%；掺水泥1.5%乳化沥青冷再生混合料的马歇尔稳定度、浸水马歇尔稳定度、劈裂强度和抗剪强度分别至少提高了11.0%，13.0%，19.0%，85.0%。因此，根据力学性能最优原则，选取SBR改性乳化沥青作为冷再生混合料的胶结料；考虑材料经济性问题，建议冷再生混合料中水泥掺量为1.5%。     

PAN基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能

为制备能够融冰化雪的导电沥青混凝土,对聚丙烯腈（PAN）基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能进行了研究。通过沥青混合料马歇尔试件的电阻率测试试验,确定了碳纤维的短切长度。通过沥青混合料拌和试验和马歇尔击实试验,提出了导电沥青混合料的拌和工艺。采用马歇尔试验配合比设计方法,根据导电沥青混合料的结构特征调整了技术标准,确定了导电沥青混合料的最佳油石比。通过电阻率试验、车辙试验、小梁低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分析了导电沥青混合料的导电性能和路用性能随碳纤维掺量的变化规律。结果表明：当PAN基碳纤维掺量（质量分数）取0.1%时,导电沥青混凝土既可以获得优良的导电性能,也可以获得优良的路用性能。     

水泥稳定废粘土砖再生集料基层材料性能试验

为研究掺入废砖块集料后水泥稳定碎石性能的变化规律,在试验中将废砖块集料按20%,40%,60%,80%和100%的比例（质量分数,后同）分别替代粗、细集料配制成2组集料后,用5%水泥拌和制备试件,并测试了混合料的击实特性和试件的抗压、抗折强度、抗压回弹模量、干缩以及抗冻性。结果表明：废砖块集料含量多的混合料最大干密度较小而最佳含水率较大;随着废砖块集料含量的增加,试件抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩应变和抗冻指数随之下降,而-15℃～40℃温缩应变随之增大;为满足规范对基层强度的最低要求,建议混合料中废砖块集料替代天然粗集料或细集料的替代率分别不要超过70%和90%;另外,在冬季严寒地区,还应该考虑废砖块集料的使用引起的强度损失。     

密级配Sasobit温拌沥青混合料性能试验研究

为确定密级配沥青混合料Sasobit温拌剂的最佳掺量和击实温度对Sasobit温拌沥青混合料性能的影响,选用AC-13型沥青混合料,通过马歇尔配合比试验研究,确定出Sasobit的最佳掺量为3.0 %±0.5 %,击实温度为135℃±5℃。混合料的路用性能试验结果表明,掺加Sasobit温拌剂后,基质沥青混合料的高温性能有明显提高,低温性能和水稳定性能基本不变。     

微表处混合料室内配合比设计方法研究

针对微表处混合料配合比设计,提出了采用拌和试验确定微表处混合料的最佳流体含量和水泥用量,在此基础上采用60℃单轴贯入试验峰值剪切强度确定微表处混合料的最佳乳化沥青用量。进而采用MMLS3加速加载试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验验证了最佳乳化沥青用量的合理性,同时和＂图解法＂确定的乳化沥青用量进行了比较。经室内试验验证,表明该法取得了较好的使用效果。     

成型方法对沥青混合料体积参数及路用性能影响

对不同成型方法对沥青混合料的性能影响进行了试验研究,通过室内试验对沥青混合料的体积参数及路用性能机械了分析。研究结果表明,通过旋转压实获得的沥青混合料空隙率、间隙率大于马歇尔击实成型试件,通过旋转压实成型试件的沥青饱和度小于马歇尔击实成型试件。与马歇尔击实成型试件相比,旋转压实成型沥青混合料试件的动稳定度、抗弯拉强度及水稳定性均有大幅度的提高。     

AC-16C型沥青混合料级配及碾压工艺研究

通过几个典型AC—16C型级配沥青混合料的马歇尔试验和各种路用性能对比试验,提出了适用于湖北地区高等级公路沥青路面上面层的AC—16C型设计级配。通过分析该设计级配的压实特性,并结合不同碾压组合下的试验路测试数据．提出了适合于该级配的碾压方式。该研究为沥青混合料的级配设计和碾压方式提供了可靠的手段与方法。     

玄武岩纤维对沥青混合料水稳定性影响的研究

为探讨新型的玄武岩矿物纤维对沥青混合料水稳定性的影响,首先由马歇尔试验和车辙试验确定纤维的最佳掺量,然后按照现行规范JTG F40-2004规定的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验方法评价玄武岩矿物纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果。玄武岩矿物纤维使沥青混合料浸水马歇尔残留稳定度提高了10.3%;在50次和75次压实功下使冻融劈裂抗拉强度比分别提高了16%和15%。由复合材料细观力学的强度和粘度公式及复合材料界面化学理论阐释玄武岩矿物纤维改善沥青混合料水稳定性的基本原理。试验表明,玄武岩矿物纤维对沥青混合料的水稳定性有明显的改善效果。     

硅藻土与橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

采用了APA汉堡车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验以及小梁疲劳试验,研究了硅藻土与橡胶粉复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,在18％橡胶粉掺量下,随着硅藻土掺量的增加,复合改性沥青混合料的高温稳定性增强,水稳定性、低温抗裂性以及疲劳性能提高,且18％橡胶粉＋1l％硅藻土复合后其综合路用性能与4．5％SBS改性沥青混合料相差不大。结合路用性能试验结果,最终推荐了橡胶粉与硅藻土的最佳掺配比例。