基于环形加载试验的稳定型橡胶沥青热再生混合料抗裂性能研究

为改善厂拌热再生沥青路面材料的抗裂性能,将新型稳定型橡胶沥青应用于厂拌热再生技术当中,设计并制备了热再生沥青混合料EME-20。同时,为优化混合料抗裂性能评价方法,设计开发了环形加载试验,基于70~#道路石油沥青制备的AC-20混合料确定了最佳试验参数,并提出了极限荷载F_(max)、破坏变形δ_(Fmax)、劲度指数IRT及断裂能W等评价指标。结合环形加载与小梁弯曲试验,对不同旧料掺量的橡胶沥青再生混合料开展了抗裂性能对比研究。结果表明:依托UTM-25试验平台,在10℃、5 mm/min加载条件下能够稳定、完整地检测环形加载试验过程中的荷载-变形曲线,从而准确反映混合料的抗裂性能;随着橡胶沥青混合料中旧料掺量的提高,环形加载试验极限荷载F_(max)及劲度指数IRT逐渐增大,破坏变形δ_(Fmax)及断裂能W逐步降低,说明旧料的掺加使得橡胶沥青混合料的强度和模量提高,但抗变形能力和综合抗裂性能有所下降;稳定型橡胶沥青再生混合料的低温抗裂性能良好,当旧料掺量低于20%时极限弯曲应变达3 000με以上,即使在50%的旧料高掺量下极限弯曲应变仍大于2 500με;基于环形加载试验获得的检测结果与小梁弯曲试验结果相关性良好(R~20.9),对再生沥青混合料抗裂性能的评价有较好的可靠性。     

稳定型橡胶沥青厂拌热再生混合料性能研究

为提升厂拌热再生沥青路面的使用性能,探索应用稳定型橡胶沥青改善再生混合料综合性能。在试验对比70#道路石油沥青、SBS改性沥青、传统湿法橡胶沥青以及稳定型橡胶沥青等胶结料性质的基础上,基于高模量混合料组成原理对橡胶沥青再生料进行了配合比设计。通过基本性能试验、高温车辙、低温弯曲、冻融劈裂及半圆弯曲试验探究了稳定型橡胶沥青再生料的路用性能。结果表明:稳定型橡胶沥青在针入度、软化点和弹性恢复率等指标方面与SBS改性沥青接近,施工和易性和存储稳定性显著优于传统湿法橡胶沥青;在旧料掺量低于50%的条件下,稳定型橡胶沥青再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,高温、低温稳定性及水稳定性得以兼顾;随着旧料掺量的提高,稳定型橡胶沥青再生混合料动态模量、高温抗车辙能力、抗水损能力提高,低温稳定性及抗裂性能有所下降。     

复掺纤维再生沥青混合料性能试验研究

选用木质素纤维和玄武岩纤维对SMA-13级配再生沥青混合料进行改良,对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行试验研究。结果表明:玄武岩纤维对再生沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性能的改善效果较为显著,而木质素纤维对混合料的水稳定性的增强效果更为明显;按指标控制要求,单掺木质素纤维或玄武岩纤维沥青混合料对应的铣刨料最大掺量均低于30.0 %,采用0.2 %木质素纤维和0.4 %玄武岩纤维进行复掺改善再生沥青混合料,铣刨料的掺量最大可达到50.0 %,有利于提高铣刨料的再生利用率。     

厂拌热再生沥青混合料物理力学性能试验研究

采用4种不同使用年限铣刨料及同一铣刨料的不同掺配率进行系统地厂拌热再生沥青混合料的配合比设计及物理力学性能试验。结果表明,对于不同老化程度的铣刨料,在同一铣刨料的掺配率下,铣刨料中回收沥青老化越严重,热再生沥青混合料的60℃稳定度越大,毛体积密度、空隙率和水稳定性越差,但变化幅度不大。对于同种铣刨料,混合料的毛体积密度及残留稳定度随着铣刨料掺配率的增加而呈减小的趋势,混合料的空隙率随着铣刨料掺配率的增大而增大,而混合料的动稳定度则表现先增加后减小的趋势。     

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。     

废旧沥青混合料厂拌热再生配比设计

结合山西省东山过境高速公路维修工程，分析了旧沥青混凝土路面铣刨料的性状．并通过再生沥青混合料室内试验结果．分析在不同级配组成、不同旧料掺配比例及不同沥青含量情况下的材料性能．对不掺加再生剂情况下的再生沥青混合料的配合比设计方法进行研究和探索。     

基于抗裂性能的橡胶沥青应力吸收层混合料关键指标研究

采用三点弯曲试验,研究橡胶粉掺量和温度对橡胶沥青应力吸收层混合料抗裂性的影响,并对比分析橡胶沥青应力吸收层和SBS改性沥青应力吸收层对路面抗裂性和温度敏感性的改善效果。试验结果显示:随着橡胶粉掺量的增多,最大弯曲力、最大应变和断裂能都呈现先增大后减小的变化规律,当掺量为20%时,抗裂性最好。温度越高,最大弯曲力越小,最大应变越大,而断裂能随温度的升高呈现抛物线规律变化,当温度为0℃时断裂能最大;应力吸收层能显著改善路面的抗裂性,且橡胶沥青应力吸收层对抗裂性的改善效果优于SBS改性沥青应力吸收层;负温时随温度区间的升高,VTS(温度敏感性系数)逐渐减小,混合料温度敏感性逐渐降低,正温时随温度区间的升高,VTS逐渐增大,温度敏感性逐渐增强;橡胶沥青应力吸收层比SBS改性沥青应力吸收层更能降低温度敏感性。     

应力吸收层热再生混合料力学性能与路用性能试验研究

RAP中细集料的老化沥青含量大,再生利用价值高,将RAP应用于应力吸收层混合料,可最大资源化提升RAP再生利用价值,降低应力吸收层混合料建设成本。采用车辙试验、小梁弯曲试验、预切缝半圆弯拉试验、复合梁试件扭剪试验、拉拔试验、扭剪疲劳试验、Over Test评价热再生应力吸收层混合料的高低温性能、层间抗剪切性能、抗剪切疲劳性能和抗反射裂缝性能。结果表明：随着RAP掺配比例增大,热再生应力吸收层混合料的油石比降低、高温性能增强,但增大RAP掺量导致热再生应力吸收层混合料低温弯曲应变、断裂能、扭剪强度、拉拔强度、扭剪疲劳寿命和抗反射裂缝性能均降低。在50%RAP掺量下,热再生应力吸收层混合料的动稳定度3 604次/mm,低温弯曲应变4 890με,且Over Test(OT)加载达到了1 200周期,聚合物胶粉复合改性沥青热再生料应力吸收层混合料具有优异的高温韧性和低温延展性与抗反射裂缝性能。     

热再生沥青混合料的路用性能试验研究

针对京珠高速公路湖北段的铣刨旧料(RAP),采用3种材料方案进行了再生沥青混合料配合比设计及路用性能试验,试验结果表明,在合适的旧料掺配比例范围内,再生沥青混合料有较好的路用性能技术指标,基本能达到新鲜沥青混合料的指标要求;再生剂的掺入有效地改善了再生沥青混合料的路用性能。     

旧料掺量对热再生沥青混合料拌和压实温度及性能的影响

为研究不同旧料掺量对就地热再生沥青混合料拌和压实温度及性能所产生的影响,选取旧料掺量分别为70%、80%、90%、100%的热再生沥青混合料进行试验,结合黏温曲线和体积指标控制方法对最佳拌和压实温度进行试验分析,并在此基础上研究不同旧料掺量下热再生沥青混合料性能的变化规律。试验结果表明:当旧料掺量由70%增加至100%,表征热再生沥青混合料高温路用性能的指标稳定度值逐渐增大;新沥青用量由1.85%降低至0.5%,经济效益显著;最佳拌和压实温度不断降低,旧料掺量每增加10%,拌和压实温度平均降低5℃;路用性能方面,高温稳定性和水稳定性随着旧料掺量的增加逐渐增强,而低温抗裂性逐渐降低。     

沥青混凝土路面磨耗层冷再生混合料路用性能研究

在筛分试验及抽提试验的基础上,试验得出适合路面磨耗层规范级配的RAP(沥青混凝土路面回收旧料)混合料.研制出可以激活老化沥青性能的添加剂(冷再生剂),以活化RAP中的老化沥青,恢复其基本性能及在混合料中的胶结作用.通过试验研究,探究得出掺加添加剂并浸润及养生后磨耗层冷再生混合料的空隙率、密度、稳定度都能够很好地达到路面磨耗层的使用要求.在试验检验的基础上得出,混合料的动稳定度达到3 643.31次/mm,试件浸水残留稳定度为95.73％,冻融劈裂强度比是81.6％,弯拉应变为3 061.43με,表明磨耗层冷再生混合料具有较高的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性等路用性能.该研究技术可应用于沥青混凝土路面面层各结构层次(包括上面层)中.     

热再生沥青混合料应用于透水性沥青稳定基层

半刚性基层沥青混凝土路面大修或改造工程中,铣刨出的基层和面层废料若不进行回收和再利用,既浪费资源,又污染环境。本文将中面层铣刨料和基层铣刨料热再生后应用于大粒径透水性沥青混合料柔性基层。首先,测定了回收沥青和集料的技术性能;其次,对再生混合料进行了组成设计;最后,重点评价了设计混合料中粗集料骨架嵌挤程度和混合料的抗水损坏性能。结果表明,所设计的掺加基层和面层铣刨料的热再生大粒径透水性沥青混合料具有优良的路用性能,满足高速公路柔性基层的技术要求。该成果为高速公路半刚性基层沥青混凝土路面的大修和改造提供了有益的参考。     

再生胶/SBS复合改性沥青再生混凝土抗裂性能研究

为提高再生沥青混合料的抗裂特性,提出采用抗裂性能优良的新型SBS/橡胶复合改性沥青进行RAP料的再生。基于低温弯曲小梁蠕变、约束温度应力及四点弯曲疲劳试验对复合改性沥青、SBS改性沥青的再生混合料进行低温抗裂及疲劳开裂性能研究。结果表明：橡胶的加入可提高再生沥青混凝土的低温及中温抗裂性能,这可能与混合料开裂初期形成的微裂纹扩展至聚合物网络被吸收断裂能量,抑制微裂纹进一步发展有关。进一步分析断裂温度可知,复合改性沥青再生沥青混合料较普通SBS改性沥青的再生混合料可延伸路面的服役温度范围6℃左右,有利于再生沥青混合料在西北寒冷地区的推广应用。     

低温地区橡胶热再生沥青混合料的参数优化及其工作性

为了优化低温地区橡胶热再生沥青混合料的制备参数,以河北张承高速某试验段为依托工程,以抗弯拉强度为评价指标,通过室内小梁弯曲试验,结合数理统计方法分析不同胶粉掺量、胶粉细度以及RAP料掺量对橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响权重及影响规律,并探讨混合料在研究区域的工作性能。研究结果表明,相同条件下AC13级配橡胶热再生沥青混合料的弯拉强度要优于AC16级配的混合料;对于AC13级配,当胶粉掺量为5%,胶粉细度为20目,RAP料掺量为35%时,相应的混合料弯拉强度相对最好。对于AC16级配,当胶粉掺量为5%,胶粉细度为40目,RAP料掺量为35%时,相应的混合料抗弯拉性能相对最好;随着胶粉掺量的增加,两种级配(AC13和AC16)所制备的橡胶热再生沥青混合料的抗弯拉强度均呈减小趋势,胶粉掺量对橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响最大,RAP掺量次之,胶粉细度量的影响最小。胶粉掺量对AC13级配的橡胶热再生沥青混合料弯拉强度的影响效应要高于对AC16级配混合料的影响效应;当橡胶热再生沥青混合料的拌和温度在150~190℃之间变化时,其和易性随着拌和温度的增大而不断改善,当拌和温度相同时,AC13级配混合料的施工和易性要优于AC16级配的混合料;橡胶热再生沥青混合料在研究区域具有较好的适用性。     

旧水泥路面沥青加铺层综合防裂技术研究

针对旧水泥路面沥青加铺层易出现反射裂缝的问题,以宁波329国道(陈华-白峰)路面改善工程为依托,结合力学分析与室内试验方法,对基于橡胶沥青应力吸收层与高韧度复合改性沥青混合料的综合防裂技术进行研究。结果表明,橡胶沥青应力吸收层使得加铺层底部不存在拉应力,同时使加铺层内最大剪应力降低15.4%;高韧度复合改性沥青混合料的水稳定性、高温抗车辙及低温变形能力优越,尤其是动稳定度指标高达4 500次/mm,-10℃弯曲试验跨中应变为4 681×10~(-6);且试验段铺筑效果良好。     

热再生沥青混凝土在G15高速大修中的应用

采用25%的沥青铣刨旧料掺量,对AC-25C沥青混合料配合比设计进行研究,包括设计级配范围、沥青用量确定方法、性能验证指标等。该材料通过在G15高速公路大修的应用情况可以表明:在高速公路重载环境下应用高性能混合旧料再生利用技术,可实现废弃旧料的大规模高层次的再生利用。性能指标均满足设计要求,对节约工程造价,节能减排绿色利用起到了积极作用。     

沥青混凝土路面预防性养护技术碳排放量化分析

为研究养护期沥青混凝土路面不同养护技术在应用过程中产生的碳排放,基于生命周期评价方法,将沥青混凝土路面养护工程划分为材料生产、运输及施工3个阶段。将产品清单与碳排放系数相乘,以定额法为主,理论法为辅,建立各阶段碳排放计算模型。计算了铣刨摊铺、就地热再生、厂拌热再生、薄层罩面以及微表处等5种技术碳排放强度,量化分析不同技术优势特征以及不同旧料掺量下的碳排放。研究结果表明:就地热再生技术机械施工阶段碳排放量最多,达到77%;而其他养护技术材料生产阶段碳排放量最多,达到70%以上;与铣刨重铺技术相比,就地热再生、微表处、超薄罩面和厂拌热再生碳排放降幅分别为37.6%、26.9%、19.8%和12.5%;对于厂拌热再生技术,RAP掺量对厂拌热再生减排效果显著,旧料掺量提高10%,碳排放强度下降0.6kg/(m~3·年)。     

温拌再生沥青混合料关键影响因素的试验研究

温拌沥青混合料和旧料再利用均是环保、降本、绿色筑路技术,将二者通过一定方法有效结合起来,能够实现旧料的充分利用,同时保证沥青混合的路用性能,即在旧料的使用过程中,采用温拌沥青混合料技术有效降低沥青混合料的操作温度、减少能源消耗和大气污染的同时,避免旧料二次老化,可以提高旧料的掺配比例。但是,操作温度以及掺配比例的控制与旧料的油石比、级配情况、沥青的种类、旧沥青的老化情况等参数有很大关系,这些参数与通车时间、环境、工艺等密切相关。本文选择两种不同的铣刨料进行详细的室内试验分析,得出旧料性能的变化规律,探明影响再生沥青混合料性能的关键因素。     

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%。     

基于动态模量试验的热再生沥青混合料性能评价

本文采用动态模量试验测定了不同掺量热再生沥青混合料的动态模量与相位角,并与全新热拌沥青混合料进行对比,深入分析热再生混合料的力学性能特点。结果表明:热再生沥青混合料的动态模量大于全新料,并且随着RAP掺量的增加,模量的增大幅度也随之增加。相位角变化规律表明:旧料掺量对于热再生沥青混合料的低温抗裂性能影响严重。高RAP掺量热再生沥青混合料表现出与新沥青混合料完全不同的力学响应模式。车辙性指标E*/sinδ的变化规律与动态模量类似。