沥青热再生中老化沥青的转移规律分析

沥青热再生技术在国内得到越来越多的重视,但是对于热再生过程中旧沥青结合料转移情况的认识还很不够,本研究针对不同的再生条件,即旧料的预热温度、是否掺加再生剂、再生剂的品种和旧料的沥青膜厚,进行初步的旧沥青转移模拟试验研究,以帮助深入理解沥青热再生技术.     

沥青再生剂性能评价研究

按照SHRP胶结料试验方法,评价了沥青再生剂对老化沥青再生的性能,采用浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、小梁弯曲试验等比较和评价了再生沥青混合料的性能,并结合沥青路面现场热再生项目,进行了经济性分析。研究表明,沥青再生剂可以将老化沥青再生至新鲜沥青性能水平,各项性能指标均满足SHRP PG64-22要求。同时再生剂可以综合提高和改善老化沥青铣刨料的路用性能,与单纯掺加新鲜沥青混合料的再生方式相比,掺加沥青再生剂的再生混合料体系更加均匀,各项性能指标明显改善。与传统的铣刨、加铺方式相比,现场热再生可以节约39.7%的工程费用。     

沥青热再生中老化沥青的转移规律分析

沥青热再生技术在国内得到越来越多的重视,但是对于热再生过程中旧沥青结合料转移情况的认识还很不够,本研究针对不同的再生条件,即旧料的预热温度、是否掺加再生剂、再生剂的品种和旧料的沥青膜厚,进行初步的旧沥青转移模拟试验研究,以帮助深入理解沥青热再生技术.     

沥青浸渍法在热再生中的应用研究

为准确计算热再生沥青混合料的空隙率等体积参数,优化热再生沥青混合料路用性能,文章分别采用计算法、真空法和沥青浸渍法测定沥青路面回收料RAP理论最大相对密度。对测定结果进行分析比较表明,浸渍法测试数据准确,变异性小,稳定性好。采用计算法、真空法、浸渍法和浸渍RAP计算法等4种方法测定热再生沥青混合料的理论最大相对密度,对比测定结果发现,浸渍法和浸渍RAP计算法行之有效;依托实际热再生工程,利用4种方法分别进行配合比设计,比较热再生混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,试验结果验证和表明了浸渍法和浸渍RAP计算法测定的理论最大相对密度比其他方法更准确,其中浸渍RAP计算法得到的结果最优。     

再生沥青混合料特性研究

回收沥青混合料在技术、经济、环境等方面有重要的意义,再生沥青混合料比纯粹利用原状材料更具有应用前景。文章编译了美国在再生沥青混合料特性方面的研究成果,为我国再生沥青混合料的应用提供一定的参考。     

湖沥青中地沥青的改性机理研究

采用4组分分析法对国内常用基质沥青品种和湖沥青中地沥青的组分比例进行分析。研究结果表明,标号对基质沥青4组分含量影响较小,原油种类对基质沥青4组分含量影响较大;湖沥青中地沥青饱和酚含量明显低于基质沥青,沥青质含量明显高于基质沥青,造成湖沥青粘度增大。由胶体结构理论可知,湖沥青中地沥青C/H较大,沥青质沉淀析出,结构稳定,加入到基质沥青中不易被溶解,可提高湖沥青改性沥青在高温下的稳定性和抗变形能力。     

沥青热再生混合料最大理论密度计算公式

针对厂拌沥青热再生混合料配合比设计中传统计算公式使用性差,且规范尚未对此作出明确规定这一情况,通过对旧沥青混合料的分析,参照传统公式,采用理论计算分析结果和实测结果进行比较,在此基础上推导出适用于计算热再生混合料最大理论密度的计算公式。     

沥青膜厚对沥青混合料工程性能的影响

沥青膜的厚度对沥青混凝土的技术性质有显著的影响,通常推荐沥青膜的最小厚度在6～8 μm,然而这一结论并没有充分的研究论据.本文研究沥青膜厚对不同级配沥青混合料工程性质的影响,确定对于不同级配下沥青混凝土中沥青膜厚的最佳值.对于空隙率为3～6%的沥青混合料,最佳的沥青膜厚应在 8 μm 左右;对于空隙率为4～10%的沥青混合料,最佳的沥青膜厚应在 10 μm 左右;对于空隙率为15%以上的大空隙沥青混合料,最佳的沥青膜厚应在 12 μm 左右.     

重复再生沥青的性能研究

为研究重复再生沥青的再生规律及抗老化性能,测试了采用新沥青再生的重复再生沥青和再生剂再生的重复再生沥青的针入度、黏度、软化点和延度,同时对比测试新沥青、一次再生沥青和再生重复再生沥青在不同老化时间下的抗老化性能。研究结果表明:随着新沥青或再生剂掺量的增加,重复再生沥青的黏度和软化点逐渐降低,针入度和延度逐渐增加;采用再生剂再生的重复再生沥青的延度恢复效果明显优于采用新沥青再生的重复再生沥青;重复再生沥青的针入度对数、黏度对数和软化点与再生剂(或新沥青)掺量呈良好线性关系,满足再生方程;重复再生沥青的抗老化性能比新沥青、一次再生沥青都差。     

再生工艺对热再生沥青混合料低温抗裂性能的影响

通过劈裂试验对热再生沥青混合料的低温性能进行了室内试验研究,分析了不同的再生工艺条件(旧料掺加比例、旧料是否预热、新旧料拌和时间以及再生剂掺加工艺等)下的劈裂强度、破坏拉伸应变、劲度模量和应变能密度等相应指标。试验结果表明,增加新料的掺加比例、充分预热旧料、增加新旧料拌和时间将有助于提高再生混合料低温抗裂性能;改进常用的再生剂掺加工艺同样可以保证低温性能。     

基于弹性理论的沥青路面Top-Down开裂机理研究

为了分析沥青混凝土路面Top-Down开裂机理,基于ABAQUS有限元分析方法,综合考虑老化和温度梯度造成的沥青路面内部模量梯度、突然降温、轮胎边缘的应力集中等因素,选取春季、夏季和冬季3个季节,及未老化缓慢降温、老化后忽然降温和老化后缓慢降温3种情况,建立了9个沥青混凝土路面结构有限元模型.对不同工况下沥青混凝土路面最大拉应力和剪应力的大小及位置进行了分析.结果表明:对于未老化缓慢降温和老化后缓慢降温的沥青混凝土路面,剪应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因;对于老化后忽然降温的沥青混凝土路面,由于剪应力无明显变化,拉应力增加较多,拉应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因.     

基于分形理论的沥青混合料剪切性能试验研究

越来越多的研究表明沥青面层失稳流动产生的车辙变形、交叉口及长大纵坡路段沥青层间推移、拥包变形等破坏都与沥青混合料抵抗剪切流动变形的能力有着直接的关系。基于分形理论对AC-13、Sup-13和SMA-13 3种级配的微观结构进行分析,确定了3种级配的体积分形维数,并通过重复荷载蠕变试验对沥青混合料体积分形维数与其剪切性能的关系进行了探讨。对今后进一步研究沥青混合料剪切破坏机理有一定的指导意义。     

基于能量原理的沥青混合料疲劳寿命研究

应用半圆弯曲试验,基于能量原理,研究了不同应力比作用下AC-13沥青混合料的疲劳寿命与累积耗散能之间的关系。结果表明:在不同应力比作用下,两者之间存在良好的线性关系,从而建立一个新的沥青混合料疲劳寿命预估模型     

微波加热湿旧沥青混合料的传热传质研究

为了研究微波加热湿旧沥青混合料过程中的质热传递规律,分析了微波加热再生过程中的质热传递现象,并基于Fick扩散定律和傅里叶热传导模型,建立了沥青混合料内非稳态传热传质数学模型.考察沥青混合料内部温度和湿度沿微波传播方向的变化,研究了初始条件、边界条件及湿度、微波渗透深度和内热源三者间的关系;建立了传热传质耦合方程的数值计算模型,采用交替显格式数值解法对该模型进行数值模拟,获得了温度、湿度和加热时间三者间的关系;使用了工作频率为2.45 GHz的微波系统对湿旧沥青混合料进行了加热试验.结果表明:在加热温度和脱水除湿方面,试验测试结果与数值模拟结果基本一致,从而验证了传热传质模型的正确性,对湿旧沥青混合料的微波加热再生工艺具有实际指导意义.     

基于界面理论纤维改性沥青与集料粘附性研究

基于表面能理论研究不同种类纤维与集料之间的接触角、粘附功以及接触角差,研究结果可为完善纤维对沥青混合料的改善机理以及更合理运用纤维的改善作用提供理论依据。     

基于粘弹塑性理论的沥青路面车辙分析

应用粘弹塑性理论,研究了沥青混合料一维粘弹塑性本构关系,并运用ABAQU软件建立了柔性基层沥青路面车辙分析的有限元模型,研究了路面车辙的发展规律,经环道试验进行了验证。结果表明:荷载作用初期路面车辙发展较快,而后期车辙发展较慢;路面永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占15%~30%;随着沥青层厚度增加,车辙增加,但增加幅度逐渐减小;从表层开始沥青层的变形率随深度的增加而逐渐变大,在8 cm处变形率达到最大值,之后逐渐减小;沥青路面车辙主要产生在结构深度20 cm深度范围以内,尤其在4~12 cm之间。另外,进行了重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴载换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.9。     

一种新的沥青混合料疲劳性能评价方法

根据Lemaitre应变等效假设,定义沥青混合料疲劳损伤参量,并在分析沥青混合料疲劳损伤过程的基础上,定义新的疲劳破坏标准。然后通过三分点小梁弯曲疲劳试验建立基于损伤理论的沥青混合料疲劳性能评价方法。重合性检验表明,该损伤疲劳模型与荷载控制模式无关,从而可以更合理的评价混合料疲劳性能。     

基于分形理论的沥青混合料车辙试验研究

用分形理论对沥青混合料中粗集料骨架间隙的特征进行了分析评价.通过对混合料试件的切割获取截面图像,应用数字图像处理技术,得到粗集料骨架间隙的分形维数,提出了计算方法.以FAC-20为例,计算了原始试件和车辙试验中不同加载时段粗集料骨架间隙分形维数的变化情况,在粗集料骨架间隙的分形维数与力学性能之间建立了联系.     

基于灰关联理论的橡胶粉改性沥青热老化性能研究

基于灰关联理论,分析橡胶沥青制备工艺对橡胶沥青老化性能的影响。为保证橡胶沥青老化性能研究的准确性,采用"孤立变量法",通过固定其他因素并变换单个因素进行试验,分析各种因素对橡胶沥青性能的影响。采用灰关联分析方法对多组数据进行关联度分析,研究各影响因素与橡胶沥青老化性能的关联度大小,确定影响橡胶沥青老化性能的关键因素。