特种乳化沥青材料组合设计在山西省干线公路路面改造中的应用研究

本文通过采用新型特种乳化沥青进行冷再生混合料设计,研究冷再生沥青混合料中如何确定RAP最佳含量,为了级配均匀性,AC-16RAP按粒径可以分成5~20mm和0~5mm两档料,按70%比例与新集料掺配可以形成满足现行规范要求的沥青混合料。     

厂拌冷再生技术在长沙绕城高速大修工程中下面层的应用

改进厂拌冷再生沥青混合料配比设计方法与拌合工艺,采用RAP级配与矿料级配进行冷再生混合料级配控制,优选高性能乳化沥青进行配合比试验,并进行冷再生混合料使用性能试验研究,包括15℃劈裂强度、抗压回弹模量、高温性能、水稳定性能、低温性能与抗疲劳性能等,验证了冷再生混合料用于高速路面下面层的可行性。采用自主研发的双层多步拌合设备进行厂拌冷再生混合料的生产,并在生产过程中严格进行质量监测,保证了冷再生混合料质量的稳定,使冷再生混合料很好的应用于高速路面大修工程下面层。     

泡沫(乳化)沥青冷再生混合料的剪切性能

为了检验泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗剪切性能,采用简易三轴试验模拟路面内部沥青冷再生混合料的受力状态,分析沥青结合料的种类和掺量、试验级配、水泥掺量、RAP掺配比例对混合料抗剪切强度的影响。结果表明:泡沫(乳化)沥青冷再生混合料具有较大的内摩擦角和较小的黏聚力;泡沫(乳化)沥青最佳用量可采用简易三轴试验剪切强度峰值确定。     

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。     

旧沥青路面冷再生混合料性能研究

以回收沥青路面材料(RAP)和回收水泥稳定碎石层材料(RAC)为主要集料,选取适宜级配的碎石作为新集料,设计出级配接近规范规定级配范围中值的泡沫沥青、乳化沥青和水泥稳定冷再生混合料,并确定了各冷再生混合料的适宜配比。RAP与RAC占冷再生混合料的80%。在得到各冷再生混合料抗压回弹模量的基础上,进一步给出了泡沫沥青、乳化沥青冷再生混合料的动态模量,为其推广应用提供了试验基础。     

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%。     

VAE改性乳化沥青冷再生混合料的设计与应用

为了提高乳化沥青混合料的水稳定性，从乳化沥青冷再生混合料的胶结料出发，研究了一种粘结性强的新型VAE改性乳化沥青。通过旧沥青混合料的原材料性能检测和筛分后，依据最大密实曲线和关键筛孔通过率拟定了三种级配，选用干湿劈裂强度比最大值对应的级配为最佳级配，并以此确定出最佳乳化沥青用量；通过比较不同龄期下普通乳化沥青混合料和VAE改性乳化沥青混合料的冻融劈裂强度比来定量分析VAE改性剂的水稳定性改善效果；铺筑VAE改性乳化沥青冷再生混合料试验段，与普通乳化沥青路段对比分析VAE试验段的水稳定性改善效果。室内外试验结果表明：VAE改性乳化沥青能够较好地改善混合料的干湿劈裂强度与水稳定性能。     

改性乳化沥青-水泥就地冷再生混合料性能研究

为了评价改性乳化沥青-水泥就地冷再生混合料的性能,应用了就地冷再生混合料的配合比设计程序,包括原材料选择、级配设计和性能评价.专用于就地冷再生的改性乳化沥青采用了复配技术和改性剂SBR胶乳,新集料用于调整RAP级配,基于不同改性乳化沥青和水泥含量的性能试验,确定了最佳改性乳化沥青和水泥含量;同时,对通车1a后的再生路面进行了跟踪观测,推荐了用作面层的乳化沥青就地冷再生混合料的性能评价标准.结果表明,改性乳化沥青-水泥就地冷再生混合料具有较好的强度性能、水稳定性和高温稳定性,实践表明就地冷再生是一种经济有效的养护方式,具有明显的经济效益和社会效益.     

新料掺量对RAP冷再生混合料力学性能影响研究

为研究新集料掺量对乳化沥青冷再生混合料力学特性的影响规律,通过室内试验对不同新料掺量的乳化沥青冷再生混合料进行配合比设计,并对冷再生混合料进行力学性能试验,研究新料掺量对冷再生混合料力学性能的影响规律。研究结果表明:随着新料掺量的增加,冷再生混合料劈裂强度、马歇尔稳定度及抗压强度均逐渐增大;当冷再生混合料用于下面层时,建议RAP料掺量不高于80%。     

就地热再生施工沥青混合料级配影响性研究

沥青混凝土路面就地热再生由RAP与新沥青混合料构成再生沥青混合料,分析了就地热再生施工中影响新沥青混合料掺量的因素;通过室内试验设计了有差别的3个再生混合料级配,分别通过改变3个级配的新沥青混合料掺量分析了新沥青混合料掺量对各级配的影响,并对其中两个级配在施工现场取料分析级配变化特点。研究认为:就地热再生施工添加新混合料时,掺量总在波动中,会对再生沥青混合料级配产生影响;设计的再生混合料级配越偏离RAP级配,由新沥青混合料掺量变化导致的再生混合料级配变化越大;在RAP级配可作为再生沥青混合料级配的前提下,推荐设计的再生沥青混合料级配靠近RAP级配。     

乳化沥青冷再生在石黄高速公路的应用

河北省石黄高速公路石辛段在2009年维修罩面中采用了乳化沥青冷再生技术铺筑了下面层。针对路面铣刨的废料进行了级配试验、马歇尔试验、干湿劈裂试验、冻融劈裂试验,确定了乳化沥青冷再生混合料配合比,并对其进行了车辙检验,高温性能优良;同时,对乳化沥青冷再生拌和楼进行了改进,铺筑了乳化沥青冷再生下面层,经过一年的运营,路用性能良好。     

掺生物沥青的乳化沥青冷再生混合料强度特性及路用性能研究

为部分替代石油沥青产品,同时增大生物质重油的掺配比例,提出采用生物沥青与石油沥青共混生产乳化沥青,并将其用于乳化沥青冷再生混合料。选用两种乳化剂研究了不同生物重油掺量下乳化沥青的常规性能指标,进而研究了不同生物质重油掺配比例下乳化沥青冷再生混合料的劈裂强度、无侧限抗压强度和抗压回弹模量变化规律;基于室内加速加载模拟试验、低温SCB试验和间接拉伸疲劳试验研究了生物质重油对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响。试验结果表明,生物质重油与石油沥青共混后所生产的乳化沥青其各项性能指标均满足现行再生技术规范技术要求,采用生物质重油部分替代石油产品是合理可行的,推荐用于乳化沥青冷再生混合料的适宜生物重油掺配比例为30%~40%。     

采用贝雷法的冷再生混合料级配设计研究

为了深入分析冷再生混合料的级配问题,用美国伊州贝雷法进行冷再生混合料级配设计优化研究,并采用乳化沥青和水泥两种添加剂来改善冷再生混合料性能.通过分析比较旧沥青混合料和经过沥青抽提试验后的旧混合料的筛分结果来确定原始旧混合料用作骨料的级配,再分别选用旧沥青混合料原样筛分和抽提筛分曲线来添加一定比例的新骨料和水泥来配置冷再...     

乳化沥青冷再生混合料早期强度评价

乳化沥青冷再生混合料需要一定的破乳时间形成强度,从而导致施工工期延长,且混合料强度较低会致使路面后期出现松散、坑洞等病害。通过添加水泥一方面可以加速乳化沥青的破乳速度,同时能够显著提高冷再生混合料的早期强度。该文通过粘结力试验和抗磨耗试验对不同水泥掺量的乳化沥青冷再生混合料早期强度进行了分析研究,且对其水稳定性进行了分析研究。结果表明:随着水泥掺量的不断增加,乳化沥青冷再生混合料的早期强度和抗水损害性能逐渐增大,同时水泥加速了乳化沥青冷再生混合料早期强度的获取速率。然而水泥用量过高时会使冷再生混合料变脆,导致混合料低温性能降低,因此在设计时需要严格控制水泥的掺量。     

泡沫沥青和水泥用量对冷再生沥青混合料路用性能的影响

为明确泡沫(乳化)沥青和水泥掺两种粘结材料对冷再生混合料路用性能和耐久性的影响,通过车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、加速加载试验、四分点加载疲劳试验、研究了泡沫(乳化)沥青和水泥两种粘结材料对沥青路面冷再生混合料高低温性能、长期高温抗变形能力以及抗疲劳耐久性性能的影响。试验结果表明,泡沫(乳化)沥青冷再生混合料车辙变形量主要是压密变形所致,水泥掺量越大泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗高温性能和高温剪切疲劳性能越好;随着水泥、沥青粘结料掺量增大,冷再生混合料低温抗裂性能呈先增大后减小的变化趋势,对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料低温抗裂性能而言,存在一个最佳的泡沫(乳化)沥青和水泥用量,在2.0%~4.0%泡沫沥青和2.5%~4.5%乳化沥青用量下适宜的沥青粘结料与水泥掺量比例为1.5∶1~2.7∶1;对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗疲劳性能而言,存在一个最佳的沥青粘结料和水泥掺量,为确保冷再生混合料具有最优的抗疲劳性能需达到沥青结合料和水泥掺量的相对平衡,用于冷再生混合料适宜的水泥掺量为1.0%~2.0%。为完善泡沫(乳化)沥青冷再生混合料的材料组成设计方法以及性能评价体系提供了参考。     

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。     

Study on Performance of Modified Emulsified Asphalt Cold Recycled Mixtures Considering Cement Effect

为了分析水泥对改性乳化沥青冷再生混合料力学性能的影响,以AC - 25沥青混合料级配为基准,通过室内对比试验,对不同水泥掺量的改性乳化沥青冷再生混合料的疲劳耐久性、低温稳定性、高温稳定性及水稳定性等力学性能进行系统研究.研究结果表明,一定掺量的水泥有利于改善改性乳化沥青冷再生混合料的疲劳耐久性,但水泥增加至3.0％时,其进一步的改善效果并不显著;以破坏应变评价混合料低温性能时,指标具有较高的灵敏性,当水泥用量为2.0％时低温性能最佳;水泥的掺加显著地提高了改性乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和水稳定性,其在改性乳化沥青冷再生混合料中发挥着重要的作用.     

乳化沥青冷再生拌和用水量和水泥掺加方式研究

水作为乳化沥青冷再生混合料的润滑剂,会对混合料的可压实性和耐久性产生较大影响.在最佳油石比下分别采用击实最佳含水率(OMC)的110％、100％、90％、80％、70％、60％作为拌和用水量,根据乳化沥青胶浆对粗集料的裹覆状态、混合料的孔隙率、干ITS、湿ITS和TSR的变化规律,最终选择70％～80％OMC作为乳化沥青就地冷再生混合料的最佳拌和用水量.同时针对不掺加水泥、水泥分别以内掺和外掺的形式加入,比较了3种方案对乳化沥青混合料性能的影响,发现乳化沥青冷再生中水泥按外掺的形式加入时可以提高混合料的水稳定性.     

冷再生沥青混合料设计方法概述

通过对国外有关研究与施工经验的总结,对冷再生混合料设计进行了讨论．即首先对代表性试样进行测试．确定再生沥青路面(RAP)混合料的组成(沥青含量和级配)。同时要测试RAP中复原沥青的粘度和针入度,然后根据再生料的目标级配和RAP料的级配确定是否有必要加入新料。目前选取的稳定剂多数是乳化沥青．利用乳化沥青进行再生．必须进行相关的实验室测试以确保乳化沥青和RAP料(包括新料)的相容性。乳化沥青的选择主要依赖于RAP料(包括新料)的级配和RAP料中老化沥青的稠度。乳化沥青和水的用量可以通过制备和测试含有这些不同含量组合的试件加以确定。最后对美国部分州公路局和单位有关冷再生设计方法进行了介绍。     

高性能乳化沥青冷再生混合料性能研究

为了确保高RAP掺量的乳化沥青冷再生混合料性能满足路用性能要求,通过开发高性能乳化沥青材料,选择合适的配合比对高性能乳化沥青冷再生混合料的早期抗车辙性能、抗水损性能、早期强度增长特征及疲劳性能进行对比分析。结果表明：采用抗车辙试验评价乳化沥青冷再生混合料通车路面性能,其动稳定度满足规范要求,乳化沥青再生混合料施工完成后可以开放交通;混合料水稳定性满足规范要求,且具有良好的水稳定性;自然养生7 d后的强度与加速养生后强度相当,随着应变水平的降低,乳化沥青冷再生混合料疲劳寿命逐渐提高,整体来说中粒式乳化沥青冷再生混合料疲劳性能优于粗粒式混合料,RAP掺量为100%的乳化沥青冷再生混合料疲劳性能优于RAP掺量为80%的混合料。