早强型乳化沥青冷再生混合料性能研究

早强型乳化沥青冷再生混合料是基于现有冷再生层养生时间长的限制提出的,以期实现缩短养生时间,加速施工进度的目的。以劈裂强度为指标,研究了早强剂和早强水泥对乳化沥青冷再生混合料早期强度的影响,同时研究了早强剂和早强水泥对冷再生混合料后期强度、水稳性能和疲劳性能影响。试验结果表明:复合型早强剂对冷再生混合料早期强度提升明显,并能提高混合料的后期强度、水稳性能和疲劳性能;1.5%早强水泥可提高冷再生混合料的早期强度、后期强度和水稳性能,但会使冷再生混合料疲劳性能下降。     

水泥掺量对冷再生混合料路用性能影响

以水泥作为改性添加剂,应用于乳化沥青冷再生混合料中,变化水泥在再生混合料中的添加量,以最大干密度即最佳含水率原则确定再生混合料中的最佳水泥掺量,并对再生混合料的路用性能进行相关试验。试验结果表明:随着水泥掺量的增加,最佳含水率、劈裂强度、动稳定度、低温抗裂性、水稳定性都随之增加,而弯拉应变逐渐降低,在乳化沥青掺量7%的情况下,建议水泥掺量为3%。     

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。     

冷再生沥青混合料性能评价

从基层材料的功能要求出发,评价了乳化沥青冷再生混合料的高温性能、劈裂强度和水稳定,从而论证冷再生沥青混合料用作高速公路沥青路面基层材料的可行性。通过马歇尔稳定度试验和劈裂强度试验评价了冷再生混合料的强度性能,确定了混合料的最佳沥青用量;用车辙试验检验了再生混合料的高温稳定性;用冻融劈裂试验评价了再生混合料的水稳定性。研究发现,冷再生混合料的最佳沥青用量为(纯沥青油石比)2.5%;最佳油石比下,冷再生混合料车辙动稳定度均大于3000次/mm,冻融劈裂残余劈裂强度比为97.39%。结果表明,所设计的冷再生混合料具有较高的力学强度,优良的高温性能和水稳定性,能够用于铺筑高速公路沥青路面基层。     

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%。     

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。     

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。     

水泥对乳化沥青再生混合料早期性能影响研究

工程中可改装水稳碎石拌和楼生产乳化沥青冷再生混合料,但不同拌和楼掺入粉料的顺序有所差异。针对乳化沥青厂拌冷再生技术,通过不同水泥用量和不同水泥掺和顺序对混合料的早期性能进行对比分析。研究结果表明：水泥用量较低时,水泥用量的增加有利于冷再生混合料的劈裂强度、高温稳定性及水稳定性的发展;掺入沥青后再掺入水泥对冷再生混合料的早期强度起抑制作用,但对混合料的水稳定性具有一定的促进作用;同时确定了依托项目最佳目标配比RAP(0～10 mm)∶RAP(10～20 mm)∶粗集料(10～20 mm)∶石屑(0～5 mm)∶矿粉=48∶30∶12∶8∶2,水泥以外掺的方式,用量为1.5%,乳化沥青用量为4.2%。     

RAP冷再生混合料抗裂性能研究

为研究RAP冷再生混合料抗裂性能,采用劈裂强度和最大弯拉应变为评价指标,进行冷再生混合料劈裂和低温小梁弯曲室内试验,分析RAP用量、水泥和乳化沥青对冷再生混合料抗裂性能影响规律。研究结果表明:合理RAP用量有利于提高冷再生混合料抗裂性能,超过80%RAP用量后,混合料低温最大弯拉应变逐渐减小,劈裂强度降幅增大;低水泥剂量的冷再生混合料劈裂强度和低温变形能力较优,推荐水泥用量为2%;掺加水泥后,RAP冷再生混合料具有较高早期强度,有利于提前开放交通,缩短工期;随着乳化沥青用量的增加,冷再生混合料抗裂性能先提高后降低,最优乳液用量为7.5%,且改性沥青效果优于基质沥青。     

外加剂对冷再生沥青混合料性能影响分析

通过改变乳化剂类型和用量、水泥用量,分析冷再生混合料的空隙率、劈裂强度、动稳定度的变化,进而分析外加剂对冷再生混合料性能的影响程度。结果表明,乳化剂类型会影响冷再生混合料的配伍性,乳化沥青、水泥在冷再生混合料中的最佳掺量需通过试验确定,合适的掺量才能使冷再生混合料的性能达到最优。     

冷再生快速修补沥青混合料路用性能研究

为获得早强快修的冷再生快速修补沥青混合料,室内采用乳化沥青、旧沥青混合料和由复配普通硅酸盐水泥、早强剂和减水剂组成的填料进行制备,并对其配合比、路用性能进行设计研究。结果表明:冷再生快速修补中旧料在集料中的掺配比例达到55%,最佳含水量为3.7%,最佳乳化沥青用量为3.8%;当最佳早强型填料用量为2.5%时,可显著提高冷再生快速修补料的早期强度且表现出良好的疲劳寿命;同时,冷再生快速修补表现出较好的路用性能。     

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.     

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.     

冷拌用再生剂的制备及乳化沥青冷再生混合料路用性能研究

为确定再生剂用于冷再生材料的适用性及再生剂的掺入对混合料的影响,由实验室自制两种冷拌用再生剂,并通过再生沥青性能试验,研究了再生剂配比及再生效果;使用旋转压实方法成型乳化沥青冷再生混合料并进行配合比设计;通过15℃劈裂试验、冻融劈裂试验、车辙试验与低温弯曲试验,对比分析了两种再生剂单独使用及配合不同剂量渗透剂使用情况下对混合料强度特性与耐久性的影响。结果表明:再生剂中基础油∶增塑剂∶抗老化剂掺配比例为80∶20∶4时具有良好再生效果,添加8%的再生剂后,室内老化沥青与抽提回收沥青性能指标均能恢复至基质沥青水平;再生剂R1最优掺量为1.2%,再生剂R2最优掺量为0.9%;添加再生剂R1、R2与渗透剂后,冷再生混合料早期强度分别下降11%、19%、9%,而成型强度与后期强度较普通乳化沥青冷再生混合料有所提高;添加再生剂或渗透剂后混合料抗车辙能力下降,但仍满足再生规范要求;添加再生剂能够改善乳化沥青冷再生混合料的水稳定性及低温抗裂性。     

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%。     

乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料性能研究

为了检验沥青稳定类冷再生混合料性能,回答乳化沥青与泡沫沥青孰优孰劣的争论,采用劈裂试验、车辙试验对泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料性能进行了对比试验研究。研究结果表明,乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料的力学特性有明显的温度依赖性,均为粘弹性材料;冷再生混合料15℃劈裂强度满足规范中密级配粗粒式热拌沥青混凝土强度范围;泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度、浸水24 h后的劈裂强度略高于乳化沥青冷再生混合料;乳化沥青冷再生混合料的动稳定度显著高于泡沫沥青冷再生混合料,且都远超过规范对改性沥青混合料动稳定度的技术要求。乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料性能均能满足沥青路面中下面层的要求。     

水泥稳定基层泡沫沥青就地冷再生配合比及性能研究

针对泡沫沥青就地冷再生水泥稳定基层,研究纯铣刨料和掺加新料2组级配的配合比设计,对比分析2组级配的性能,并分析不同养生方式、水泥用量和泡沫沥青掺量下混合料性能的变化规律。结果表明,补充部分新料可改善铣刨料级配,从而提升混合料性能,尤其是水稳定性有较大提升,经冻融试验测得的强度比增加9.3%;不同养生方式会对混合料中水分参与强度形成产生不同程度的影响,采用在60℃温度下养生40 h的养生方式,经过3 d养生期后强度可达7 d强度的95%;提高水泥用量,混合料劈裂及抗压强度有不同程度提升,劈裂强度比在1.5%掺量时达到最大值92.6%;泡沫沥青掺量在2.5%附近时,混合料劈裂及抗压强度都达到峰值,干劈裂强度为0.69 MPa,劈裂强度比为91.5%,抗压强度为1.76 MPa。     

不同外加材料对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

针对乳化沥青冷再生混合料在使用中早期强度较低、强度增长速率缓慢等问题,进行了掺加水泥和生石灰的研究工作。通过研究发现,掺加一定量的水泥和生石灰对再生混合料的各项性能均有提升作用,其中,水泥作用更为明显,但是,当水泥剂量超过1%,再生混合料的水稳定性和收缩特性会逐渐变差,而生石灰的性能在掺量(0~1.5%)范围内基本稳定。最后,通过对再生混合料在室外自然养生条件下的强度增长规律进行了数据拟合,进一步解释了水泥和生石灰再生混合料性能的增强作用机理。     

泡沫沥青掺加粉煤灰冷再生混合料性能研究

将粉煤灰掺入泡沫沥青冷再生混合料中,研究粉煤灰对泡沫沥青冷再生混合料力学性能、路用性能的增强作用。结果表明：粉煤灰在泡沫沥青冷再生混合料中既起到了活性填料作用,又明显改善了泡沫沥青胶浆的微观结构界面。掺加粉煤灰能提高泡沫沥青冷再生混合料最终劈裂强度、改善水稳定性、增加泡沫沥青混合料抗剪切性能,但粉煤灰对泡沫沥青冷再生混合料早期强度增强作用不明显,推荐最佳粉煤灰掺量为10%～14%。     

水泥对乳化沥青冷再生材料性能影响的宏微观分析

为了研究水泥对乳化沥青冷再生材料性能的作用机理和确定水泥掺量的最佳范围,本研究对不同水泥掺量(0%~5%)的乳化沥青冷再生材料进行了微观形貌观测和化学成分分析,并对乳化沥青混合料性能进行宏观力学测试。通过扫描电镜测试和电子能谱分析表明:(1)扫描电镜观测到的纤维状晶体确实为水泥与混合料中的水相发生水化反应生成的水化产物,这些水泥水化产物和沥青形成的胶浆复合物在空间中呈立体网格结构;(2)水泥掺量为1%~2%时,水泥水化后的产物没有形成棱角分明的纤维晶体,呈圆柱状,纤维较短(10μm),大多分布在5μm左右,当水泥掺量大于3%时,水化后的晶体分布致密,呈针状,纤维较长(部分水泥水化产物晶体长度 20μm);(3)这些水泥水化产物对乳化沥青冷再生混合料具有"加筋"作用,能够提高乳化沥青冷再生混合料的早期强度。通过高温车辙试验、小梁低温弯曲试验及抗水损害试验研究发现:(1)乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和水稳定性随着水泥掺量的增加而提高;(2)低温性能随着水泥掺量的增加呈现先升高后降低的变化特性,当水泥掺量在1%~2%范围内,乳化沥青厂拌冷再生混合料性能最佳。