基于复合粘温曲线的热再生沥青混合料拌和温度研究

依托深圳市笋岗路的沥青路面热再生工程,测定了不同新、旧沥青掺配比例下的再生沥青粘度,建立并验证了再生沥青的复合粘温曲线;通过拌和模拟试验测定不同工况下再生沥青混合料的最终出料温度,分析得出废旧沥青混合料(RAP)预热及不预热2种工况下的热量传递系数,进而建立并验证了基于热传导的新集料加热温度计算式。结果表明:再生沥青的复合粘温曲线能计算确定任意RAP掺配率的再生混合料的最佳拌和温度,并具有计算简便、试验量小的优点;拌和过程中的热量传递系数与RAP的掺配率及含水量有关,随着掺配率的增大而增大,而随着含水量的增大而减小;基于热传导的新集料加热温度计算式能方便、快速、准确地确定新集料的加热温度,并具有很高的可靠性。     

温拌再生沥青混合料压实温度的确定

温拌再生沥青混合料是基于温拌沥青技术和热再生沥青混合料技术发展而来的一种新型路面环保型材料,在充分利用旧沥青混合料(RAP)的基础上实现低温拌和与低温压实,从而达到旧沥青混合料二次利用与节能减排双重目的。该文研究了基于Evotherm的温拌再生沥青混合料压实性能与混合料压实温度的关系。试验采用旧沥青混合料(RAP)掺配比为40%,混合料压实温度分别为100、110、120、130、140℃,通过测定不同条件下温拌再生沥青混合料的体积参数的变化,确定了温拌再生沥青混合料的最佳压实温度,并基于此评价其水稳定性,结果表明性能指标满足要求。     

热再生混合料再生机理和性能测试

沥青路面热再生技术具有经济、快速、环保的特点,且因养护效果好逐渐得到广泛应用。文章对西汉高速回收沥青混合料(RAP)进行抽提试验、筛分试验,得出旧料的沥青含量和矿料级配,表明沥青混合料破坏机理为旧沥青的老化和损失以及粒径在0.075mm~2.36mm范围的细集料大量损失,而粗集料含量仍然满足规范建议值。选定RA-1型再生剂对旧沥青进行了改性,确定再生剂的最佳掺量为5.5%。利用马歇尔试验进行了再生沥青混合料配合比设计,得出了三种RAP掺量下单位质量旧料再生的最佳油石比,需掺加的各档新集料和新沥青质量,通过对再生混合料路用性能检测,结果表明:再生料高温稳定性很好,考虑到实际施工条件和再生料的变异性较大,应重点控制RAP掺量,由低温抗裂性能和水稳性试验结果综合确定RAP掺量应低于85%。     

就地热再生沥青混合料均匀性的细观评价指标

就地热再生能直接在现场一次性完成路面修复,但因其材料组成和施工工艺复杂等极易出现混合料不均匀问题,为解决此问题,尝试从集料入手,对就地热再生沥青混合料均匀性的评价指标进行研究。首先,采用数码相机获取就地热再生沥青混合料试件截面的数字图像,基于数字图像处理技术识别截面中所有新旧集料的细观结构;然后,采用环扇分割法将截面分成36个等面积区域,基于区域集料颗粒面积比和新集料颗粒偏离度分别提出集料均匀性评价指标D和新集料均匀性评价指标H;最后,通过改变RAP加热温度、RAP拌和时间、新沥青混合料拌和温度与新旧料混合时间4个因素,进行正交试验,进一步分析均匀性指标的变化规律和可靠性。结果表明：环形分区结合OTSU阈值分割方法可准确识别沥青混合料截面图像中的集料信息,保留绿色通道的方法可有效识别不同灰度值的新旧集料;对试件截面均匀性的定性分析初步验证了这2个均匀性指标的有效性;RAP加热温度与新沥青混合料拌和温度对D影响显著,RAP加热温度和新旧料混合时间对H影响显著;而且,随着RAP加热温度、新沥青混合料温度和新旧料混合时间的增加,就地热再生混合料的均匀性变好,这与以往的研究结论相一致,进一步验证了这2个均匀性评价指标的可靠性。     

基于离散元模拟细集料对沥青混合料劈裂试验影响

以AC13为例,采用颗粒流PFC2D软件,建立基于混合料二维数字截面的劈裂试验离散元模型,模拟细集料对沥青混合料劈裂试验的影响。研究表明,细集料影响沥青混合料低温劈裂试验强度和破坏应变;2.36 mm档集料可作为沥青混合料AC13集料级配中粗细集料的分界点,即粒径≥2.36 mm的集料为粗集料,小于2.36 mm的集料为细集料。     

温拌(半温拌)泡沫沥青混合料发展现状

泡沫沥青混合料是在常温条件下通过泡沫沥青和集料拌和而成,拌和时集料温度变化对泡沫沥青混合料的特性有重要的影响。在发泡处理之前适度加热集料(高于环境温度但小于100℃)可显著改善混合料性能,与相同级配的冷拌沥青混合料比较,沥青的裹附性、混合料的粘聚力、抗拉强度以及压实度都显著提高。半温拌沥青混合料比热拌沥青混合料节省了多达40%的能源,而且在较高试验温度下表现出相近疲劳性能和较小的相位角,相对于冷拌沥青混合料,半温拌泡沫沥青混合料在路面工程中具有广阔的应用前景。     

新旧沥青拌和度对掺加RAP的再生沥青混合料水稳定性的影响

回收沥青铺面(RAP)是指将旧沥青路面铣刨、回收、破碎、筛分后得到的固体颗粒物,其表面一般裹覆有旧沥青.RAP与新集料及新沥青的拌和过程中,其表面的旧沥青可部分发挥作用,从而起到节约沥青用量、改善混合料性能的作用.为探究新旧沥青拌和度对掺加RAP的再生沥青混合料水稳定性的影响,首先利用间接拉伸试验研究了拌和条件(拌和温...     

高掺量RAP厂拌热再生AC-13沥青混合料路用性能研究

基于室内试验对再生沥青混合料的拌和工艺进行研究，确定大掺量RAP厂拌热再生沥青混合料的施工温度与拌和时间；采用马歇尔方法对再生沥青混合料进行配合比设计，并测试再生沥青混合料的路用性能。结果显示：延长拌和时间和提高拌和温度可以有效降低花白料现象，推荐SBS再生沥青混合料的拌和时间为180s，新料加热温度为220℃；随着RAP掺量的增加，再生沥青混合料的高温性能不断提高，低温性能和水稳定性降低。根据我国自然区划推荐RAP掺量为：冬严寒区RAP的掺量不宜超过40%；冬温区不宜超过60%。     

基于Evotherm^（TM）温拌再生沥青混合料路用性能的RAP掺量确定

温拌再生沥青混合料（WMRA）是一种节能、环保的新型路用再生材料,且其路用性能随旧沥青混合料（RAP）掺量变化而变化。首先通过抽提试验分离旧沥青、旧集料,并依据规范对其性能进行测试;其次测试不同RAP掺量（0%、30%、40%、50%）条件下的Evotherm^TM温拌再生沥青混合料水稳性能、低温性能、高温性能;基于此分析RAP掺量对Evotherm^TM温拌再生沥青混合料路用性能的影响规律,提出较为合理的RAP掺量。结果表明：旧沥青性能、旧集料级配变化较为显著,而旧集料物理力学性能变化不明显且仍满足规范要求;高温性能不是限制RAP掺量的决定因素;水稳性能随RAP掺量增加呈先增后减趋势,峰值处RAP掺量为40%;低温性能随RAP掺量增加变化规律不明显,但存在一个＂峰值＂,该处RAP掺量为40%;基于沥青混合料路用性能考虑,确定依托工程RAP最佳掺量为40%。     

纤维沥青混合料的拌和成型工艺研究

利用正交试验对剑麻纤维沥青混凝土混合料的拌和成型工艺进行研究。在固定配合比的前题下,以拌和方案、沥青加热温度、集料加热温度和成型温度为试验因素,模拟路面施工的各种拌和成型情况设计了L9正交表分别进行马歇尔试验。运用极差分析法对试验结果进行分析,确定了纤维沥青混合料拌和成型的优选方案为"同步法拌和+沥青加热温度为175℃+集料加热温度为206℃+成型温度为165℃"。最后分析了几种试验因素对试验指标的影响机理。     

沥青再生过程中界面新旧沥青混溶成效对混合料疲劳性能的影响

为研究相同级配、不同拌和因素下再生沥青混合料界面新旧沥青混溶成效对混合料疲劳性能的影响，基于红外光谱法将再生过程中新旧沥青“部分混溶”的定性问题转向定量，建立了再生沥青混合料混溶成效量化评价方案，研究了不同RAP掺量、拌和温度和干拌时间因素下界面新旧沥青混溶成效与再生料疲劳寿命的联系，进而优选了拌和方案。结果显示：不同拌和因素下，混合料疲劳性能随着界面新旧沥青混溶成效变化而变化，优选拌和方案为40%RAP掺量、165℃拌和温度和90 s干拌时间。     

矿料级配对沥青混合料体积参数的影响

对8组AC—13沥青混合料级配进行马歇尔试验,测定其体积参数空隙率W、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA;利用灰色关联度理论计算3个粒径组和油石比与体积参数的关联度,得出大于2.36 mm部分矿料粒径对混合料体积参数的影响最大,其次是小于0.3 mm粒径和沥青形成的沥青胶浆,0.3～2.36 mm部分对体积参数的影响最小.在混合料设计中,矿料级配对沥青混合料体积参数的影响大于沥青用量,应注重矿料级配特别是粗集料骨架结构的设计.     

沥青路面厂拌热再生工艺关键技术研究

该文对厂拌热再生工艺及关键技术展开试验研究,分析工艺参数、配合比设计、压实规律以及再生混合料的路用性能。结果表明:随着路面回收料加热温度的升高,再生混合料的疲劳寿命增长,RAP最佳加热区间为120～140℃;采用再生剂与RAP先拌和再与新沥青及新集料拌和的工艺顺序,可使再生混合料更密实、更均匀;混合料拌和时间延长至90s,有利于各材料间的充分融合;同等压实条件下,随着RAP掺量的增加压实度提高;RAP掺量相同条件下,适当提高油石比可以降低再生混合料的空隙率,提高压实度。     

级配组成对沥青混合料高温稳定性能的影响分析

通过对普通密级配沥青混凝土(AC型)与美国Superpave型沥青混合料的级配曲线分析,认为AC型沥青混凝土中2.36mm以下细集料用量偏高,会对其高温稳定性产生不利影响。采用马歇尔试验、车辙试验对两种级配沥青混合料的高温稳定性能进行比较后,对AC型级配范围提出修正建议:级配曲线应通过控制点要求的区间,并低于0.3mm与2.36mm集料级配限制区。试验结果表明,调整AC型级配范围后的沥青混合料,高温稳定性能得到提高。     

基于三维形貌的废旧沥青混合料结团量化表征

废旧沥青混合料(RAP)的结团是影响再生混合料配合比设计及性能的关键因素之一。为了研究RAP的结团特性，针对不同粒径的RAP料，通过抽提筛分试验分析结团RAP的颗粒组成并提出结团程度的量化指标，然后采用3D扫描仪分析了结团的三维形貌特征，同时研究了精细化分离预处理方式对RAP结团的影响。结果表明：某一粒径RAP的结团主要由下一粒径的集料团聚而成；结团率随粒径的减小先降低后增加，粒径4.75～9.5 mm的RAP结团率最低；利用形状因子和椭球度可以定量表征RAP的结团程度，形状因子和椭球度越小，RAP的结团率越大；精细化分离使粗RAP(>4.75 mm)的结团率降低20%,但对细RAP的改善效果不明显。     

排水性沥青混合料渗透系数测试研究

为了对排水性沥青混合料的透水能力进行测评,分析影响沥青混合料透水能力的各种因素,使用了自行研制的渗透系数测试仪进行测试。通过对不同空隙率、级配、沥青品质试件的测试,发现空隙率与沥青混合料的渗透系数有着良好的相关性;空隙率相同的条件下,集料粒径越大,混合料的渗透系数越大;沥青品质对混合料的渗透系数影响不大。结果表明:空隙率可以作为沥青混合料渗透系数的控制指标,集料的最大粒径、2.36mm筛孔的通过率都是影响渗透系数的重要因素;测试得出排水性沥青混合料的合理水力坡度应小于等于0.03,渗透系数大于1.5×10-2cm/s可以作为评价排水性沥青混合料渗透能力的指标。     

基于红外光谱的RAP老化沥青转移率研究

再生沥青混合料制备过程中,一部分老化沥青先从回收料表面转移到新集料上,然后再与新沥青进行相互扩散、融合,其中老化沥青转移的比例对最终的再生效果起关键影响作用。为了研究沥青路面回收料(RAP)中老化沥青的转移程度,基于红外光谱试验对转移率(R_MR)进行计算分析。试验采用AC-13级配的再生沥青混合料,将拌和后的再生沥青混合料过筛分离出新集料和RAP,抽提出再生沥青并采用红外光谱试验测定其羰基指数(I_CI),根据公式计算转移率,研究RAP加热温度、拌和时间和再生剂对转移率的影响。结果表明：将RAP加热温度从135℃提升至160℃,转移率提高了15.5%;将拌和时间从90 s延长至180 s,转移率可提升17%;添加再生剂可使转移率得到提升,且温拌再生剂的效果优于热拌再生剂。     

基于正交试验法的橡胶沥青混合料级配及成型拌和工艺参数研究

由于橡胶颗粒具有较强的弹性变形能力,因此橡胶颗粒沥青混凝土路面具有良好的除冰融雪性。采用正交试验法,以空隙率为评价指标,分别从沥青加热温度、集料加热温度、混合料的拌和温度、拌和时间和成型温度5个因素对橡胶混合料成型效果的影响进行了研究,确定了其级配设计及成型拌和工艺参数,并进行了验证。结果表明:橡胶沥青混合料具有较好的水稳定性。     

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。     

基于灰关联理论的沥青路面车辙影响因素分析

选用5种不同级配组成的AC-13C型沥青混合料并铺筑于同一路线上以保证所受荷载与环境一致,应用灰关联理论分析不同粒径集料含量、沥青用量和空隙率对沥青路面车辙形成的影响,同时采用熵关联度进行对比分析。结果表明各因素对沥青路面车辙的影响程度排序为空隙率最佳油石比2.36mm矿料含量0.075mm以下矿料含量(矿粉)4.75mm矿料含量9.5mm矿料含量13.2mm矿料含量。