厂拌热再生SBS改性沥青优化设计方法研究

为了合理地提高旧沥青混合料掺配比例、利于再生沥青路面技术的推广应用,提出了一种综合考虑再生沥青技术性能和经济效益指标要求的再生沥青优化设计方法。结合厂拌热再生SBS改性沥青路面工程,系统地测试了新、旧SBS改性沥青和再生剂不同掺配比例(旧沥青掺量占新旧沥青总量的0%,20%,30%,40%,100%;再生剂掺量占旧沥青的0%,4%,8%,12%)时的再生SBS改性沥青性能指标,并对比单一使用再生剂或新沥青再生与复合使用再生剂和新沥青再生两种测试结果发现,新沥青、再生剂都能够改善旧SBS改性沥青的性能,但单一再生的SBS改性沥青低温性能差,而应用复合再生方式能有效改善再生沥青的低温性能。为确定复合再生时旧沥青与再生剂掺量的合理范围,拟合了再生SBS改性沥青性能指标与旧沥青掺量、再生剂掺量的关系式,并计算了新SBS改性沥青混凝土路面费用与再生SBS改性沥青混凝土路面费用差值随旧沥青掺量、再生剂掺量的变化关系。根据再生SBS改性沥青技术指标要求,确定了旧沥青掺量和再生剂掺量的优化取值范围。指出一般情况下厂拌热再生SBS改性沥青混凝土路面费用明显低于新铺热拌SBS改性沥青混凝土路面费用,旧沥青混合料用量可达42%,突破了《公路沥青路面再生技术规范》的推荐范围。考虑再生沥青性能指标测试误差影响,剔除试验误差后旧沥青混合料用量为35.2%。     

沥青路面旧沥青老化特性及其再生技术研究

选取使用年限为5 a和10 a的沥青路面局部破损严重段落,回收铣刨料旧沥青并分析其老化特性;研究旧沥青再生机理,选择合适再生剂;进行室内老化沥青模拟试验,制备与回收旧沥青性能接近的老化沥青并进行再生研究,确定再生剂的合理掺量。研究结果表明,回收旧沥青出现严重老化,25℃针入度和15℃延度大幅度降低,软化点升高,且均不能满足规范要求;选用室内经过60 h和96 h 190℃高温老化的70#基质沥青分别代表5 a使用年限和10 a使用年限的老化沥青进行试验,再生剂掺量确定为3.5%左右和5.5%左右,再生沥青性能可以满足路用要求。     

就地热再生沥青混合料SYS再生剂最佳掺量确定

文中通过抽提试验分离就地热再生沥青混合料的旧沥青、旧集料,测试了不同SYS再生剂掺量下热拌再生沥青混合料的水稳性能、低温性能、高温性能;分析了SYS再生剂掺量对热拌再生沥青混合料路用性能的影响规律,以合理确定SYS再生剂掺量。结果表明SYS再生剂明显增加了混合料的水稳定性和低温稳定性,一定程度上降低了高温稳定性能;确定依托工程SYS再生剂的最佳掺量为3%。     

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%。     

基于温拌再生沥青混合料路用性能的Sasobit?掺量确定

文中首先通过抽提试验分离旧沥青、旧集料,并测试其性能,其次测试不同 Sasobit?掺量(0%、2%、3%、4%)条件下温拌再生沥青混合料的水稳性能、低温性能、高温性能,基于此分析Sasobit?掺量对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 Sasobit?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;高温性能随 Sasobit?掺量增加而增加;Sasobit?明显地降低了水稳定性;低温性能随Sasobit?掺量增加变化规律不明显。基于沥青混合料路用性能考虑,确定依托工程Sasobit?最佳掺量为2%。     

高掺量厂拌热再生改性沥青混合料路用性能研究

为了进一步推动与落实高掺量RAP再生混合料的发展与应用,提出了一种添加再生剂再生老化沥青,同时添加复合改性剂或高黏改性剂提升再生沥青混合料性能的双改性技术路径。通过固定RAP掺量为50%,基于马歇尔试验确定试验配比,在此基础上添加髙黏改性剂或复合改性剂制备再生改性沥青混合料,并与只添加再生剂的再生混合料进行高温性能、低温性能和水稳定性对比。试验结果表明：相比于单独再生剂的改性,进行双改性的高掺量RAP厂拌热再生改性沥青混合料高温性能均有提高,复掺复合改性剂和髙黏剂分别提高了15%和3%;水稳定性基本保持稳定,无明显提高;低温性能通过双改性分别获得16%的提升并满足了路用技术要求。研究解决了高掺量RAP再生混合料低温性能无法满足新建道路对改性沥青沥青混合料要求的问题。     

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%。     

再生剂对旧沥青混合料再生效果的比较研究

为了验证沥青再生剂对铣刨旧沥青混合料的再生效果,采用新疆乌赛1级公路改高速公路工程铣刨的旧沥青混合料,分别添加国产再生剂A和进口再生剂B,比较再生沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、低温性能和疲劳性能,以及掺加再生剂A的再生混合料与新拌沥青混合料的路用性能。结果表明:国产再生剂A对铣刨旧沥青混合料具有较好的再生效果,再生混合料各项指标均有大幅度提升;与新拌混合料相比,掺加再生剂A的再生混合料的水稳定性、高温稳定性和低温性能也具有明显优势。     

废旧沥青混合料分离再生应用技术

结合传统再生技术的优缺点,提出了废旧沥青混合料新的再生技术———分离式再生。分析了再生沥青混合料的高温稳定性、低温性能和水稳定性等路用性能。研究结果表明:废旧沥青混合料分离式再生集料满足使用要求,分离式再生集料拌制的再生沥青混合料具有良好的路用性能。     

废旧沥青混合料分离再生应用技术概述

通过对废旧沥青混合料再生技术国内外研究现状的分析,结合传统再生技术的优缺点,提出了废旧沥青混合料新的再生技术——分离式再生。通过对采用分离式再生集料拌制的再生沥青混合料性能试验,分析了再生沥青混合料的高温稳定性、低温性能和水稳定性等路用性能。研究结果表明:废旧沥青混合料分离式再生集料满足沥青混合料用集料的技术要求,分离式再生集料拌制的再生沥青混合料具有良好的路用性能。     

高RAP掺量沥青路面温拌再生混合料特征及路用性能研究

为探究高掺量沥青回收料(RAP)温拌再生技术的可行性和合理性,开展了65%,75%和85%共3种高掺量RAP下再生沥青混合料的路用性能试验分析,并对热拌和温拌再生施工技术下沥青混合料的性能进行了对比研究,结果表明:①3种高掺量RAP沥青混合料的路用性能均满足设计规范,综合考虑强度及抵抗变形能力,认为75%RAP为最佳掺量;②加入温拌剂对于沥青混合料的抗冻融和低温变形能力有消极影响,而Sasobit温拌剂和Defuron温拌剂分别对高温抗变形和水稳定性反而会有一定的提升作用;③温拌再生技术可降低25℃施工温度,在不影响施工质量的前提下,削弱了沥青二次老化现象,同时减少施工过程中有毒有害气体的排放,对于施工人员健康和环境保护具有积极作用。     

沥青路面就地热再生配合比设计及性能研究

为提高旧路沥青改造热再生技术的处理效果,结合某旧路沥青改造工程实例,在其材料回收及性能评价的基础上,分别从再生剂掺量、级配设计选定和最佳油石比确定进行再生沥青混合料级配设计,同时对热再生沥青的混合料性能进行有效评价。路面铺筑质量检测结果表明:该路段的压实度、动稳定度值、冻融劈裂强度比值和混合料损失等都满足规范要求,具有良好的施工质量和路用性能。     

轻质油分再生剂掺量对冷再生沥青混合料性能改善研究

冷再生技术是将旧沥青路面铣刨料、新集料以及乳化沥青和水泥按照一定级配曲线拌和形成再生沥青混合料,再经摊铺压实形成新路面。但中国现阶段对旧路面材料的使用仅限于将其作为"黑色集料",其所含有的老化沥青基本未得到利用,是对资源的极大浪费。该文针对轻质油分再生剂对冷再生沥青混合料性能的改善效果展开试验分析,通过对掺入再生剂的再生混合料进行路用性能试验以确定再生剂掺量与改善效果之间的关系。根据试验结果可知再生剂掺加比例较小时,对冷再生混合料性能的改善作用并不明显,而当掺量过多反而会降低路用性能。再生剂对动稳定度的改善效果较为明显,当再生剂掺量为0.6%时,动稳定度达到极值,随着再生剂掺量的继续增加,动稳定度呈下降趋势。     

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。     

掺钢渣再生沥青混凝土的制备及路用性能研究

再生沥青混凝土制备过程中仍需耗费大量的天然石材,天然石材的开采对环境造成了一定的破坏。该文采用钢渣与回收沥青路面材料RAP作为集料加入新沥青制备掺钢渣再生沥青混凝土,制备RAP掺量分别为25%、30%、35%的AC-13掺钢渣再生沥青混凝土,通过试验研究不同RAP掺量下的AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性以及力学性能、低温性能规律,并制备RAP掺量为11%的SMA-13掺钢渣再生沥青混凝土,评价SMA-13掺钢渣再生沥青混凝土的路用性能。试验结果表明:AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的动稳定度均大于2 300次/mm,且随着RAP掺量增加而降低;AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的浸水残留稳定度均大于80%,满足规范要求; AC-13混合料的劈裂强度可达2 MPa以上,高于普通沥青混凝土;AC-13混合料的低温弯曲应变均为2 400以上,且随着RAP掺量增加而降低。SMA-13混合料各项性能指标也均达到规范要求。     

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。     

再生沥青混合料老化性能研究

针对沥青混合料再生利用中新旧沥青及集料之间的相容性问题,为了保证再生沥青混合料具有良好的路用性能,通过凝胶液相色谱分析试验(Gel-Permeation Chromatogra-phy Test,简称GPC),测定裹附在回收沥青混合料(Reclaimed Asphalt Pavement,简称RAP)中旧集料和天然集料...     

聚酯纤维和TB胶粉对高RAP掺量沥青混合料路用性能和自愈合性能的影响

为改善高比例RAP掺量(RAP掺量≥25%)热再生混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,研究了不同TB胶粉掺量(14%、18%、22%)和聚酯掺量(0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)条件下纤维TB胶粉复合改性高RAP掺量热再生混合料的路用性能、抗疲劳耐久性能和自愈合性能。结果表明,SBS改性沥青热再生混合料在水温耦合作用下并未呈现出较好的抗车辙性能和水稳定性,热再生混合料的路用性能不仅取决于沥青、集料的性能,也受新旧料交融程度及新沥青与老化沥青的配伍性。掺加聚酯纤维与TB胶粉复合改性剂可显著提高热再生混合料的高低温性能、水稳定性,在0.3%~0.4%聚酯纤维和18%~22%TB胶粉掺量时高RAP掺量热再生混合料高低温性能达到最优。0.3%~0.4%聚酯纤维与18%~22%TB胶粉复合改性方案下热再生混合料低温弯曲应变可达到3 500~4 200με,克服了高RAP掺量热再生混合料低温性能差的技术缺陷。证明了TB胶粉对热再生混合料自愈合性能的改善效果,在14%~18%TB胶粉掺量范围内,热再生混合料的劲度模量恢复率可达67.6%~76.9%,疲劳寿命恢复率可达57.6%~74.3%,劲度模量恢复率为基质沥青、SBS改性沥青热再生混合料的2.9~3.1倍、1.9~2.2倍。     

高掺配率AC-13型温拌再生沥青混合料组成设计与路用性能评价

温拌再生沥青混合料技术兼具热再生技术和温拌技术的特点,实现了节能减排与废物利用的结合。相关研究表明:在无其他性能改善措施的条件下,旧料掺量为30%以上的温拌再生沥青混合料的低温稳定性和水稳定性不能达到规范要求。因此,该文基于纤维对沥青混合料性能的改善作用,通过添加温拌剂、纤维和提高沥青用量的方法,对掺加40%、50%比率旧料的AC-13温拌再生沥青混合料进行组成设计与路用性能检验,评价纤维对高旧料掺配率温拌再生沥青混合料的性能改善效果。结果表明:该方法可以有效提高温拌再生沥青混合料的低温和水稳定性路用性能,并满足规范要求。     

陶瓷沥青混合料路用性能试验研究

为解决大量废陶瓷堆积带来的环境问题,同时为提高沥青路面的抗滑性能,采用耐磨性能较好的陶瓷再生集料等体积取代部分石灰岩集料(替代率分别为0%、20%、40%和60%),研制陶瓷沥青混合料,开展陶瓷沥青混合料的路用性能研究,主要包括配合比设计、高温稳定性、水稳定性能,以及力学性能研究。试验结果表明:当陶瓷掺量不超过60%时,陶瓷沥青混合料的动稳定度,浸水残留稳定度,冻融劈裂强度比等各项性能指标均满足规范要求,路用性能良好。