厂拌热再生沥青混合料的试验及应用研究

基于提高废弃沥青混合料厂拌热再生中旧料掺量的目的,本文通过再生混合料配合比设计及掺入一定量的再生剂对旧料的性能进行了改善,将旧料掺量提高到30%,并通过室内试验研究了热拌沥青混合料的有关性能。室内研究表明:通过合理的配合比设计后,旧料的变异性得到了控制,热拌再生沥青混合料的马歇尔指标均符合规范要求;在旧料回收的沥青中掺入6%再生剂后,回收沥青的性能得到了有效恢复;掺入30%旧料+6%再生剂(占旧料回收沥青的质量百分数)后,热拌再生沥青混合料的高温稳定性得到了显著提升,其水稳定性亦得到了小幅度提升,但低温稳定性与抗疲劳性能出现了一定降低,但仍符合规范要求。工程应用表明:热拌再生沥青混合料铺筑的路面具有良好的使用性能,应用效果优异。     

高废旧料掺量厂拌热再生技术性能研究

为提高厂拌热再生沥青混合料RAP材料的掺量,研究通过控制RAP材料变异性及恢复其性能等手段对不同RAP材料掺量(矿料的20%、30%、40%、50%)的AC-20再生混合料进行使用性能对比研究。由试验结果可得:对RAP材料进行有效分档,控制RAP材料的变异性,通过掺加再生剂能对RAP材料性能进行有效再生,使高RAP掺量热再生混合料具有很好的使用性能;在实际工程应用中可以根据RAP中沥青的老化情况以及再生路面的层次与要求,将再生混合料中RAP掺量提高到40%以上。     

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。     

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。     

大比例温再生沥青混合料施工温度确定

针对大比例温再生沥青混合料施工温度确定方法研究不足的现状,通过黏温曲线法、黏温曲线计算法及等体积法分别确定掺加两种温拌剂的RAP掺量为52%的再生沥青混合料的施工温度,结果表明黏温曲线法与黏温曲线计算法不适用于大比例温再生沥青混合料的施工温度确定。采用等体积法确定的掺M-1温拌剂的大比例温再生沥青混合料降温幅度约为10℃,掺Sasobit温拌剂的降温幅度约为18℃。按照等体积法成型的温再生沥青混凝土具有优良的高温性能、低温性能与水稳性能,均满足规范要求。     

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。     

温拌技术在厂拌热再生工程中的应用研究

为了突破厂拌热再生工艺中RAP掺配率低的技术瓶颈,引入了温拌技术推导温拌热再生沥青混合料的RAP可能最大掺配率,并进行混合料性能验证,确定RAP合理掺配率,铺筑试验路。结果证明,50%RAP温拌热再生沥青混合料性能完全满足规范要求,并可提高厂拌热再生路面压实质量。     

热拌及温拌再生沥青混合料疲劳特性研究

为了在路面养护工程中更好地利用再生沥青混合料，设计了RAP掺量均为80%的热拌及温拌再生沥青混合料，对其进行四点弯曲疲劳试验，采用耗散能法分析普通再生剂和温拌再生剂对再生沥青混合料疲劳性能的影响，并与新拌沥青混合料进行对比。结果表明：1)温拌再生沥青混合料的疲劳性能虽不及新拌沥青混合料，但显著优于热拌再生沥青混合料；2) 3种沥青混合料达到疲劳破坏时的累积耗散能和疲劳寿命在双对数坐标系中均呈现出良好的线性关系，且此关系不受再生剂种类及是否掺加RAP的影响，由此可通过线性拟合得到用累积耗散能表示的疲劳方程。     

再生剂预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料性能研究

在泡沫沥青冷再生混合料拌和阶段掺加（0.4%～1.2%）再生剂,将再生剂与RAP进行预拌,制备再生剂预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料,以恢复RAP中老化沥青的黏结强度、增强泡沫沥青冷再生混合料的力学性能;基于室内试验与数据分析,研究再生剂对泡沫沥青冷再生混合料力学性能的影响规律。结果表明：掺加再生剂能恢复RAP中老化沥青的黏结强度,改善泡沫沥青冷再生混合料的力学性能。推荐再生剂预拌增强型泡沫沥青冷再生混合料的最佳再生剂掺量为0.8%～1.0%。     

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。     

温拌剂对多孔性沥青混合料性能的影响

对高粘沥青掺加两种类型温拌剂后的粘度等沥青指标进行研究,并对掺加温拌剂后沥青混合料的路用性能进行研究.结果表明:在高粘沥青中掺加3％ Sasobit与掺加8％的沸石粉,均能将高粘沥青的施工温度降低15℃左右,3％ Sasobit与8％沸石粉的降粘效果相当;温拌剂对多孔性沥青混合料性能的影响主要在低湿性能方面,对其他性能...     

复拌型就地热再生沥青混合料配合比设计及质量控制

为了研究复拌型就地热再生混合料的配合比设计及其质量控制,结合实例对复拌型就地热再生沥青混合料进行试验分析。结果表明:在添加5%的A类再生剂、25%新AC-10沥青混合料以及0.3%新沥青的情况下,沥青混合料满足AC-13马歇尔配合比设计的技术要求,路用性能试验表明其满足沥青路面使用要求;指出就地热再生施工过程中的质量控制重点在于对混合料温度及施工温度的监测,并且给出了质量控制措施及标准。     

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%。     

就地热再生混合料性能影响关键因素的试验研究

研究就地热再生施工碾压温度、材料组成与再生沥青混合料性能之间的关系,是合理确定不同施工碾压温度下再生沥青混合料材料组成,保障混合料性能的重要依据。为解决就地热再生施工过程中碾压温度的动态变化引起的再生沥青混合料耐久性不足问题,引入正交试验,分别研究了碾压温度、再生剂用量、温拌剂用量与再生沥青混合料空隙率、水稳定性指标之间的关系,分析了3种因素对指标的影响程度,构建了3种因素与指标之间的二次回归模型。通过灰色关联法分析了空隙率与水稳定性的相关性,确定了就地热再生施工过程中的关键控制指标。在此基础上,提出就地热再生施工过程质量控制工艺。结果表明:碾压温度、再生剂用量分别对空隙率、冻融劈裂抗拉强度比指标的极差最大,影响程度最高;再生沥青混合料空隙率随碾压温度的增加而降低,冻融劈裂抗拉强度比则反之;相同碾压温度情况下,再生剂、温拌剂用量与空隙率指标呈负相关,而再生剂与冻融劈裂抗拉强度比呈正相关,温拌剂则反之;就地热再生施工过程中可采用空隙率指标作为现场施工关键控制指标,保障再生沥青混合料水稳定性;再生剂、温拌剂用量变化会引起再生沥青混合料空隙率的变化,可采用动态调整再生剂以及温拌剂用量的方式来解决不同碾压温度条件下的就地热再生现场质量控制以及施工均匀性控制问题。     

RAP掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响

为了研究RAP(回收沥青路面材料)掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响,突破以往厂拌热再生中RAP掺量较低的瓶颈,通过设计不同RAP掺量的AC-16温拌再生沥青混合料,并对再生混合料的最佳沥青用量、拌和压实温度以及路用性能进行试验,研究温拌再生混合料的性能变化规律。试验结果表明,最佳沥青用量随着RAP掺量的增加而增加,而最佳新沥青用量随着RAP掺量的增加而减少,温拌剂的温拌效果随着RAP掺量的增加而减弱,温再生混合料的路用性能在RAP掺量为40%~50%时变化加剧,最终确定温拌再生沥青混合料的RAP掺量宜控制在40%~50%。     

热拌与温拌再生沥青混合料使用性能比较研究

为了对比分析热拌与温拌再生沥青混合料使用性能,开展了不同RAP掺量的热拌与温拌再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性、抗压回弹模量及劈裂强度等使用性能试验。试验结果表明:与热拌再生沥青混合料相比,温拌的高温性能优势明显,但低温抗裂性能略差,且随RAP掺量的增加,无论是热拌还是温拌,其高温性能均提高显著,而其低温抗裂性能却不断降低;两种混合料的15℃和20℃抗压回弹模量与15℃劈裂抗拉强度均随RAP掺量的增加而增大,相同RAP掺量下,热拌值略大于温拌值。总之,除低温抗裂性随RAP掺量的增加稍减小外,其它各项性能指标均有不同程度地提高。     

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。     

掺加新型国产温拌剂的沥青混合料路用性能评价

温拌沥青混合料具有低碳环保的优势,越来越多地运用于绿色路面。面对市场上种类繁多的温拌添加剂,其路用性能有待验证。针对2种新型国产温拌剂A、B,采用AC-13与AC-20两种级配制备温拌沥青混合料,并对其进行路用性能评价。试验结果表明:温拌剂A与B均能有效降低混合料的拌和与压实温度,降温幅度可达30℃左右;混合料的性能指标满足现行规范的相关要求;掺加了温拌剂A或B的沥青混合料,其低温性能与疲劳性能与热拌沥青混合料相比均有所提高。     

SBS改性沥青SMA混合料的就地热再生性能

SBS改性剂溶解于三氯乙烯的过程中,SBS硬段微曲约束相与三氯乙烯反应后物理交联或结合作用遭到破坏,改变了其原有的分布状态,难以准确评价沥青的老化程度.通过间接分析即以回收沥青的动态剪切流变性能作为参考指标,以再生后沥青混合料的性能为主要控制指标,确定再生剂的掺加量和再生混合料的配合比例.研究表明,依据回收SBS沥青性能指标所确定再生剂掺量下的再生沥青混合料性能不能满足规范要求.随着再生剂掺量的增加,再生SMA沥青混合料的抗水损坏及抗裂性能不断提高;同时,由于沥青中的轻质组分增加,沥青不断软化,使得其抗车辙能力降低.因此需综合考虑再生混合料的高、低温性能及抗水损害能力确定再生剂的掺量.为提高再生沥青混合料路用性能,应基于性能进行SMA现场热再生配合比设计,并且其设计空隙率应较新拌沥青混合料的要低.     

再生沥青混合料RAP掺量对使用性能的影响

为了探讨再生沥青混合料的使用性能,对25％、55％和85％的3种不同RAP掺量的热拌再生沥青混合料进行了实验室试验.试验结果与分析表明:再生沥青混合料的最佳沥青用量随着RAP掺量的增加略有减少,在4.79％到4.50％之间.再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温性能、渗水性能等技术指标均满足现行规范对新沥青混合料的要求.随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性有不同程度的增强,但低温性能、渗水性能有不同程度的减弱.