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%。     

Thiopave温拌再生沥青混合料性能试验研究

为研究温拌再生沥青混合料的性能,设计了添加Thiopave温拌再生剂的AC-20温拌再生沥青混合料,采用马歇尔残留稳定度试验、冻融劈裂试验、车辙试验、动态蠕变试验、低温小梁弯曲试验评价其水稳定性、高温稳定性、抗疲劳性、低温性能,并将其与普通热再生沥青混合料进行对比。结果表明,Thiopave温拌再生沥青混合料具有良好的路用性能,适用于大中修路面工程。     

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。     

温拌再生沥青混合料疲劳性能

本文通过对添加回收旧料(RAP)温拌沥青混合料与未添加再生剂的沥青混合料进行劲度模量和疲劳性能的试验研究。选用Sasobit和Aspha-min两种温拌剂制备温拌沥青,制备5种不同的沥青混合料,掺法分别为30%RAP,30%RAP和温拌剂(Sasobit,Aspha-min),30%RAP、温拌剂和再生剂。结果表明,添加温拌剂与普通沥青混合料添加RAP在劲度模量上没有明显的变化,而间接拉伸疲劳试验结果表明在不同试验温度条件下,添加温拌剂和再生剂的沥青混合料疲劳性能明显提高。     

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。     

大比例温再生沥青混合料施工温度确定

针对大比例温再生沥青混合料施工温度确定方法研究不足的现状,通过黏温曲线法、黏温曲线计算法及等体积法分别确定掺加两种温拌剂的RAP掺量为52%的再生沥青混合料的施工温度,结果表明黏温曲线法与黏温曲线计算法不适用于大比例温再生沥青混合料的施工温度确定。采用等体积法确定的掺M-1温拌剂的大比例温再生沥青混合料降温幅度约为10℃,掺Sasobit温拌剂的降温幅度约为18℃。按照等体积法成型的温再生沥青混凝土具有优良的高温性能、低温性能与水稳性能,均满足规范要求。     

温再生沥青混合料压实特性试验研究

该文基于旋转压实试验研究了添加Sasobit温拌剂的温拌再生沥青混合料的压实特性,根据不同成型温度下沥青混合料的空隙率变化规律确定了试件最佳成型温度。试验用试件压实成型温度分别控制在165、155、145、135、125℃,通过研究不同压实温度下的温再生沥青混合料体积参数变化规律,确定了温拌再生沥青混合料最佳压实温度控制范围,并以此最佳温度为控制指标,系统研究了温再生沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性等路用性能。     

基于LKW-Ⅱ型沥青温拌剂的温拌沥青混合料路用性能研究

温拌沥青混合料路面施工技术以其低能耗、污染少等优点得到了广泛的研究和应用。通过添加LKW-Ⅱ型沥青温拌剂降低混合料拌和时的沥青粘度,制备温拌沥青混合料。对比分析温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的路用性能,包括水稳定性、高温稳定性、耐疲劳性能、低温抗裂性能。试验结果表明:添加LKW-Ⅱ型沥青温拌剂的温拌沥青混合料在比热拌沥青混合料低30℃左右条件下成型后的水稳定性、高温稳定性、耐疲劳性能、低温抗裂性能与热拌沥青混合料相比无明显变化。     

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%。     

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。     

泡沫沥青冷再生混合料疲劳特性及其长寿命冷再生沥青路面结构优化

为了研究新旧沥青长期融合作用下泡沫沥青冷再生混合料的抗疲劳耐久性,采用4点弯曲疲劳试验,对80％、100％的RAP泡沫沥青冷再生混合料进行了低应变水平下的疲劳试验,分析RAP、再生剂、模拟服役时间对泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能的影响规律,拟合回归了泡沫沥青冷再生混合料的疲劳方程,确定了泡沫沥青冷再生混合料的疲劳极限应变,进而优化了长寿命泡沫冷再生沥青路面结构.结果 表明:添加再生剂对泡沫沥青冷再生混合料的力学性能、路用性能和抗疲劳性能有显著增强作用;增大荷载应变水平显著降低了泡沫沥青冷再生混合料的疲劳寿命,泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命对应变水平变化极为敏感,增大RAP掺量或添加再生剂均能改善冷再生混合料的抗疲劳性能;室内放置期间,泡沫沥青冷再生混合料疲劳寿命同样存在增长过程;将泡沫沥青冷再生混合料中的RAP仅作为黑色集料,低估了泡沫沥青冷再生混合料的抗疲劳性能.推荐泡沫沥青冷再生混合料的疲劳极限应变为100με.在此应变水平下,泡沫沥青冷再生路面满足长寿命沥青路面抗疲劳性能要求.     

泡沫温拌-橡胶沥青混合料力学性能与疲劳性能研究

为了研究泡沫温拌沥青技术对橡胶沥青混合料力学性能与疲劳性能的影响,分别对泡沫温拌和热拌橡胶沥青混合料进行动态模量试验和四点弯曲疲劳试验。动态模量试验结果表明,不同温度及加载频率下泡沫温拌橡胶沥青混合料动态模量相较于热拌橡胶沥青混合料平均降低了11%。通过主曲线构建,预测得到在0℃以下的低温范围内泡沫温拌橡胶沥青混合料的动态模量小于热拌混合料;在55℃以上的高温范围,泡沫温拌和热拌橡胶沥青混合料动态模量基本相同。四点弯曲疲劳试验结果表明,泡沫温拌橡胶沥青混合料的疲劳寿命远高于热拌混合料;同时,循环加载41万次后泡沫温拌橡胶沥青混合料的累积耗散能Wɑ为(29.2±4.2)kJ/m~3,低于热拌的(34.1±2.8)kJ/m~3,说明泡沫温拌橡胶沥青混合料具有更优异的抗疲劳性能。     

聚合物改性天然沥青温拌再生混合料设计方法及其混合料性能

针对高RAP温拌再生沥青混凝土RAP掺量低,在使用过程中容易出现松散、开裂的问题,提出采用杂化纤维与聚合物改性天然沥青复配方案来确保高RAP掺量温再生混合料高低温性能与耐久性能的平衡。基于室内配合比的试验、路用性能试验、浸水汉堡车辙试验、四点弯曲疲劳试验研究了复合纤维与聚合物改性天然沥青温再生混合料室内配合比设计方法、路用性能及耐久性能。试验结果表明,以"等目标空隙率法"确定高RAP掺量温拌再生混合料的拌和压实温度是合理可行的。掺加BRA岩沥青、TLA湖沥青、青川岩沥青后,温再生混合料高温性能随天然沥青掺量增大而增大,疲劳性能和低温抗裂性能在3种天然沥青掺量达到8%~10%时出现峰值,天然沥青与杂化纤维复合添加剂可显著改善温再生混合料浸水后的抗剥落速率并显著降低车辙深度。室内试验和试验路铺筑结果表明,杂化纤维与聚合物改性天然沥青能够改善温再生沥青混凝土路面抗车辙性能、提高路面水损害及抗裂性能,对温再生混合料综合路用性能的改善效果优于SBS改性沥青,复合纤维与聚合物改性天然沥青对温再生混合料能够改善沥青混凝土路面的综合性能,可适用于高温多雨区重载沥青混凝土路面,具有推广应用价值。     

泡沫温拌沥青混合料路用性能研究

为研究泡沫温拌沥青混合料路用性能,采用两种不同的沥青根据拌和温度与压实温度确定泡沫温拌沥青混合料的成型温度;通过车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验和疲劳试验对比研究了泡沫温拌沥青混合料与热拌沥青混合料路用性能的差异。结果表明:泡沫温拌沥青混合料的各项路用性能均满足相关规范要求。对于基质沥青而言,泡沫温拌沥青混合料的高温性能略低于热拌沥青混合料,其他路用性能均优于热拌沥青混合料;泡沫温拌改性沥青混合料的路用性能均优于其他两种基质沥青混合料。     

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。     

温拌沥青混合料疲劳分析

采用耗散能法和现象法,分析温拌剂对沥青混合料疲劳寿命的影响。结果表明:在基质沥青混合料中加入EV温拌剂后,其疲劳性能总体变好;在基质沥青混合料中加入RH温拌剂后,其总体疲劳性能变差;在SBS改性沥青混合料中加入EV温拌剂后,其在高应变水平下的疲劳性能有所下降,但与热拌混合料疲劳性能相差不多。     

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SBS改性沥青混合料低温与疲劳特性研究

为了研究温拌剂对SBS改性沥青混合料低温和疲劳特性的影响,采用SGC击实仪成型试件,测试温拌沥青混合料的空隙率与劈裂强度,确定拌和与击实温度,并利用低温小梁实验和四点弯曲疲劳试验测试沥青混合料的力学性能进行评价。研究结果显示:温拌剂掺入,降低了沥青混合料的成型温度.提高了SBS改性沥青混合料的压实性;温拌剂可以提高沥青混合料的破坏应变,使沥青混合料的柔性增加;养生可以提高温拌沥青混合料的低温性能;温拌沥青混合料(WMA)的疲劳寿命大于普通热拌沥青混合料(HMA),并且WMA的疲劳寿命对温度和应变的敏感性较低。     

AC-13温拌沥青混合料的路用性能研究

为了评价温拌沥青混合料的水稳定性和疲劳性能,以热拌沥青混合料的配合比设计方法,掺加Sasobit降粘剂制备了AC-13温拌沥青混合料,进行了浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验和低温弯曲试验,测定了温拌沥青混合料的残留稳定度、残留强度比、疲劳次数和低温性能。结果表明:掺加3%Sasobit时,温拌沥青混合料的残留稳定度和残留强度比达到最大值,分别为91.2%、87.5%,疲劳次数与基质沥青相比,增加了16.4%,说明掺加Sasobit后,提高了温拌沥青混合料的路用性能,由低温弯曲试验确定Sasobit的掺量不宜大于3%。