厂拌热再生中老化沥青有效再生率的研究

为了研究厂拌热再生工艺中旧沥青混合料表层的老化沥青与新沥青及再生剂混溶机理,采用三聚氰胺作为新沥青示踪剂,通过扫描电镜测量厂拌热再生过程中旧集料表层老化沥青膜中示踪剂位置的变化参数,得到老化沥青有效再生率。基于对流传质理论分析了厂拌热再生中的预热温度、再生剂添加量及再生混合料拌和时间对老化沥青有效再生率的影响,并设计出能够良好模拟实际施工过程中老化沥青有效再生率的检测方法。试验结果表明:老化沥青预热温度升高、再生剂的添加以及再生沥青混合料拌和时间延长均可提高老化沥青的有效再生率。验证了其试验结果的可靠性,可为厂拌热再生中老化沥青的再生效果评价及工艺改进设计提供有效的理论依据。     

再生粗集料棱角性对混合料高温性能评价

为分析再生粗集料棱角性对混合料高温性能的影响,采用动态颗粒图像分析仪测试了石灰岩、花岗岩、旧集料(花岗岩)3种集料不同粒径颗粒的形态结构,以球形度、凸形度、粗糙度3个指标定量评价集料颗粒的棱角性,分析集料棱角性的变化特征及不同掺配比例再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温稳定性的相关性。结果表明:集料颗粒棱角性与其粒径大小呈线性相关,随着集料颗粒粒径的增大,其棱角性降低;旧集料与所选新集料相比,其棱角性会有一定程度降低;再生粗集料的棱角性随着旧集料掺配比例增大而减小,再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温性能呈高度线性相关。     

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。     

基于动荷载作用下的沥青混合料老化性能研究

利用英国多功能气动沥青材料试验机Cooper NU-14测定了4种沥青混合料老化前、短期老化和长期老化后试件的动态间接拉伸劲度模量试验参数,分析了影响沥青混合料抗老化性能的相关因素.结果表明,短期老化是沥青混合料老化的主要阶段,空隙率、粗集料含量和沥青膜厚度对沥青混合料的老化性能有重要影响.     

发泡沥青及再生混合料老化特性研究

随着我国公路事业由新建公路向公路养护转变,发泡沥青及其再生混合料关注度随之上升。本文基于TFOT及PAV老化试验,对不同粉胶比发泡沥青胶浆老化前后三大指标、集料粘结强度以及老化前后混合料冻融劈裂强度指标开展了研究。结果表明老化导致发泡沥青针入度下降、软化点上升、延度下降;矿粉使发泡沥青脆性增大,导致沥青胶浆-集料抗拉强度降低,发泡沥青再生混合料劈裂指标劣化;矿粉通过吸收轻质组分,可减缓沥青老化速度,随粉胶比增大,不同老化阶段的沥青及沥青混合料指标劣化幅度均有所降低。     

再生剂对就地热再生混合料抗车辙性能的影响研究

沥青路面就地热再生中一般添加再生剂来对老化沥青进行中再生。本文在室内通过老化沥青的再生实验和再生混合料的车辙实验及动态蠕变实验,对再生剂对于再生混合料的高温抗车辙性能的影响展开研究。结果表明,老化沥青再生后软化点和车辙因子下降,再生混合料的抗车辙性能随再生剂用量的增大而降低。因此在进行再生混合料设计时,因严格控制再生剂的用量以保证再生混合料的高温性能。     

热再生钢渣沥青混合料性能研究

采取室内模拟老化方法得到了钢渣旧沥青路面材料(RAP),制备了掺量为0、10%、20%、30%、40%和50%的6种热再生钢渣沥青混合料,并测试了其体积性能、水稳定性能、高温稳定性能和低温抗裂性能。结果表明:RAP的掺入不会对沥青混合料的体积性能造成影响。热再生钢渣沥青混合料的飞散损失值随RAP掺量的增加而增大。随着RAP掺量增加,热再生钢渣沥青混合料的水稳定性呈线性减弱,高温稳定性能呈线性提升。热再生钢渣沥青混合料的低温抗裂性能随RAP掺量增加显著降低。综合各项性能参数,热再生钢渣沥青混合料中RAP掺量应不高于30%。     

PEG/SiO_2相变颗粒对沥青混合料储热及高温性能的影响

利用相变材料物相转变时吸收或释放大量热量而本身温度保持不变的特性,用溶胶-凝胶法制备PEG/Si O2相变颗粒,并将其以等体积替代法替代粒径小于0.6 mm的细集料应用于沥青混合料中。考察了PEG/Si O2相变颗粒对4种不同级配的沥青混合料温度敏感性及高温稳定性的影响。结果表明,PEG/Si O2相变颗粒的掺入可降低沥青混合料的温度敏感性,并且掺量越大效果越明显,当其掺量达到5%时,可在自然光照条件下降温5℃以上,而级配对沥青混合料的温度敏感性影响不明显。PEG/Si O2相变颗粒对沥青混合料的高温稳定性影响与相变颗粒的掺量及沥青混合料的级配类型有关。相变颗粒的掺入在降低沥青混合料最高温度的同时,可降低沥青混合料发生高温车辙病害的可能性。     

应用Superpave体系设计再生沥青路面

再生沥青路面（以下简称RAP）在实践中已得到了较为广泛的应用，而且Su-perpave体系来设计RAP却是一种新的尝试。通过测定新添加沥青和老化沥青按不同比例混合时的流变特性，并按照Superpave体系的要求提出了确定RAP掺入新集料和沥青最佳用量的方法，同时也考虑了诸如混合料的性质、集料的要求，体积的要求等其他因素对RAP用量的影响。     

针片状含量与沥青混合料性能的关系分析

针对重庆地区高速公路集料状况，通过对集料添加不同比例针片状颗粒，研究针片状含量对AC-20C沥青混合料性能的影响。研究表明，重庆地区沥青路面集料针片状含量波动范围较大，多数针片状含量为5％～15Yoo；随着针片状含量的增加，最佳油石比和空隙率增大，马歇尔稳定度、动稳定度、冻融劈裂抗拉强度比和残留稳定度均降低，降低了沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，对沥青混合料产生不利影响，建议沥青路面粗集料针片状颗粒含量不宜超过15％。     

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。     

采用半圆弯拉试验对再生混合料抗裂性能的研究

该室内试验研究的目的是采用半圆弯拉(SCB)试验来评价旧沥青路面材料(RAP)对沥青混合料抗裂性能的影响.研究对4种不同RAP含量的沥青碎石混合料进行两种SCB试验,即弯拉试验和断裂试验.结果显示:RAP含量的增加会增大SCB抗拉强度,但同时也会显著降低沥青混合料破坏后的韧性.RAP含量的增加还会降低沥青混合料的J积分,从而降低其抗裂性能.短期老化和长期老化的沥青混合料在评价RAP影响时表现出了相同的趋势.     

聚合物改性沥青再生结合料微观分析

聚合物改性沥青混合料的回收再利用,对节约能源和保护环境具有重要意义。通过高压搅拌法从废旧混合料中提取沥青结合料,对比再生改性沥青(RPMAC)与室内老化改性沥青特性之间的差异,分别将现场与室内两种老化结合料按不同比例加入新制改性沥青(PMAC)中,通过傅立叶光谱试验(Fourier Transform Infrared,FTIR)分析聚合物改性对沥青氧化老化的影响;用凝胶渗透色谱试验(Gel Permeation Chromatograph,GPC)分析长期老化过程中沥青组分分子量的变化情况;用差示扫描量热试验(Differential Scanning Calorimet-ric,DSC)分析不同沥青蜡含量的差异。试验结果表明:加入再生改性沥青会增加沥青结合料的粘度,提高混合料的抗车辙性能,同时也会降低混合料的疲劳耐久性。     

半刚性基层沥青混凝土路面冷再生机理分析

研究了水泥稳定旧沥青混凝土路面材料的再生机理,通过强度对比试验和微观结构分析,探讨了沥青和半刚性基层材料对水泥稳定再生材料强度的影响;试验证明随着沥青混合料比例的增大,材料的强度降低;旧集料与水泥水化产物间存在薄弱界面,对强度有不利影响.     

高速公路旧沥青混凝土路面材料性能分析与评价

随着车流量和重载车辆的日益增多,高速公路部分车道出现了轻微车辙、坑槽、沉陷等病害,就地再生技术可以对局部破损进行快速修复。在利用就地再生技术进行维修之前,需分析旧沥青路面中沥青、集料性质,指导下一步再生混合料配合比设计。研究结果表明,回收的旧沥青已经严重老化,不同使用年份的旧沥青老化程度不一样,旧沥青在加热拌和过程中会发生较严重的二次老化,应考虑温拌再生技术;旧集料粗集料偏少,再生配合比设计时应考虑添加适当粗集料。     

沥青混合料愈合特性评价方法研究

该文基于单位时间恢复的耗散蠕变应变能,建立了沥青混合料愈合率确定方法,并研究了4种不同沥青混合料的愈合特性.试验包括重复荷载试验和周期回弹模量试验.为了消除混合料损伤大小对愈合参数的影响,定义标准愈合率为DCSE/DCSE<,applied>.结果表明:当温度超过10℃时,沥青混合料的愈合率会显著增大,且集料结构特性(如集料骨架、沥青膜厚度和VMA)比聚合物改性剂的影响更大.     

不同胶结料对改性沥青低温特性的影响

采用约束试件温度应力试验(TSRST)、弯曲梁蠕变试验(BBR)和直接拉伸试验(DT)对聚合物沥青胶结料的低温流变特性与混合料的抗低温性能的线性相关性进行了探讨,重点研究了具有相同基质沥青PG等级、不同化学改性沥青混合料的低温断裂温度,对11种沥青胶结料的L(临界开裂温度)、BBR蠕变劲度(S)开裂温度、蠕变速率m值开裂温度以及各胶结料老化龄期进行了比较试验.试验表明:TSRST断裂温度与抗开裂的Tσ、BBR(S)开裂温度、m值开裂温度以及BBR极限温度的线性相关性都较差,但与Tσ的回归直线剔除ESI(乙烯-苯乙烯共聚物)数据点后,其相关系数由0.54增大到0.85.集料类型对TSRST断裂温度一般没什么影响,但在花岗岩中掺人熟石灰后可明显降低低温断裂温度.改性沥青胶结料经过2～24 h的短期老化(STOA)后其断裂温度与没有老化的PG等级为70-22的未改性沥青胶结料的断裂温度相近.     

粗集料形态对宽温度域下沥青混合料高低温性能影响

为了掌握粗集料形态对宽温度域条件下沥青混合料高低温性能影响,基于集料图像测量系统(AIMS),对5种粗集料棱角性、三维形状和表面纹理进行量化分析,进而制备SMA-13试件进行不同温度范围高温车辙试验和低温弯曲蠕变试验,分析集料棱角性指数、球度和表面纹理指数与高低温性能指标的相关性。结果表明:选用棱角性好、粒形饱满和表面纹理深度大的粗集料有利于改善沥青混合料高低温性能;随着试验温度增加,粗集料棱角性指数和球度对沥青混合料高温性能的影响程度逐渐增大,纹理指数对其影响程度则逐渐减小,且高温性能对棱角性指数和球度变化的敏感性增强;随着试验温度降低,粗集料棱角性指数、球度和纹理指数对沥青混合料低温性能的影响程度及低温性能对前述三指标变化的敏感性均逐渐降低。     

沥青路面就地热再生养护技术研究

首先从沥青和集料角度探究了老化沥青混合料的就地热再生机理。分析认为沥青老化遵从组分移行理论和相容性理论,老化导致沥青中各组分发生重质化,进而导致沥青质与软沥青质相容性降低,最终表现为沥青路用性能的衰减,在此基础上通过室内试验验证了软沥青、低粘度油分和专用再生剂对老化沥青的性能恢复规律,试验结果表明专用再生剂能够良好的恢复老化沥青性能;旧路面取料的室内试验表明,旧集料本身的物理性能变化不大,但在车辆荷载作用下其级配存在较明显的细化现象,在此基础上通过室内试验进行了细化级配的调和;最后通过室内混合料性能试验,现场实体工程路用性能检测以及再生混合料层间粘结测试,验证了就地热再生沥青混合料良好的路用性能和优越的工程质量。     

就地热再生在沥青路面养护工程中的应用及要点分析

沥青路面就地热再生能够最大程度地实现旧沥青混凝土路面的现场再生利用,恢复路况水平,具有显著的社会、经济和环境效益。沥青路面在再生过程中,由于沥青老化、集料磨耗等因素,易出现混合料配合比控制困难、性能不稳定等问题。本文从就地热再生材料设计控制角度出发,对再生混合料设计进行研究,通过水稳定性、高温稳定性、低温抗开裂性等沥青混合料性能检测试验,对再生混合料性能进行了验证,并对再生混合料材料设计过程中应注意的问题进行重点分析。