掺加水泥的乳化沥青冷再生沥青混合料设计方法研究

沥青混凝土路面的冷再生可以完全利用旧路面材料,不但节能、环保,而且能延长施工季节、改善工作条件。乳化沥青作为广义的再生剂是最为常用的。乳化沥青冷再生沥青混合料早期强度低,开放交通迟。加入一定比例的水泥,利用水泥吸水水化加速乳化沥青破乳,可起到提高早期强度、缩短开放交通时间的目的。同时水泥又是冷再生沥青混合料的辅助再生剂,可与乳化沥青一起充当结合料。沥青和水泥两种结合料同时存在,混合料的力学特点兼具柔性与刚性,因而,其设计方法应充分考虑乳化沥青和水泥两种结合料各自的影响。     

水泥乳化沥青冷再生混合料性能评价

乳化沥青就地冷再生技术近年在我国得到了较多的应用,在研究了乳化沥青冷再生的机理后,通过对比试验确定改性乳化沥青的性能优于普通乳化沥青,然后分析在不同的水泥用量和乳化沥青用量条件下再生混合料的性能变化,以决定乳化沥青用量及水泥用量,试验结果表明改性乳化沥青冷再生混合料具有较好的高温稳定性和水稳定性。     

改进的水泥-乳化沥青冷再生混合料设计方法

文章通过实验,采用水泥和乳化沥青为再生剂进行了水泥乳化沥青冷再生混合料的配合比设计。实验结果表明:第二次成型的时间选择在30℃恒温烘箱中养生后的24h较好,水泥乳化沥青冷再生混合料设计过程中采用最佳有效流体含量指标确定外掺水量是比较合理的,采用60℃温度条件下的第二次击实更能模拟现场压实,在满足劈裂强度要求条件下采用无侧限抗压强度最大值求最佳沥青能降低乳化沥青的用量,采用此最佳沥青进行车辙试验,结果表明高温稳定性良好。     

掺水泥乳化沥青冷再生混合料强度影响因素试验研究

采用垂直振动成型方法制备圆柱体试件,通过试验研究了乳化沥青类型和水泥掺量对高速公路路面上面层掺回收料就地冷再生混合料强度的影响。结果表明:与普通中裂乳化沥青冷再生混合料相比,SBR与SBS改性乳化沥青冷再生混合料力学强度可分别至少提高15.0%,9.0%;掺水泥1.5%乳化沥青冷再生混合料的马歇尔稳定度、浸水马歇尔稳定度、劈裂强度和抗剪强度分别至少提高了11.0%,13.0%,19.0%,85.0%。因此,根据力学性能最优原则,选取SBR改性乳化沥青作为冷再生混合料的胶结料;考虑材料经济性问题,建议冷再生混合料中水泥掺量为1.5%。     

乳化沥青冷再生混合料施工工艺研究与应用

以某高速公路大修试验路段为例,对路面病害处治方案及乳化沥青冷再生的配合比设计进行研究,并对路面进行施工质量控制。检测结果表明,沥青混合料的高温稳定性、间接拉伸性能、无侧限抗压强度均满足路用性能规范要求,为高速公路有效养护提供新的选择。     

乳化沥青冷再生混合料性能影响因素研究

基于水泥掺量与旧料用量变化条件下,通过对冷再生混合料进行力学及路用性能研究,结果表明:水泥掺量与旧料用量都可以影响混合料的性能;随着水泥掺量增加,其力学与高温性能增大,低温性能呈现先增加后降低现象;随着旧料增加,力学及高温性能降低,而低温抗裂能力呈现增长的趋势.     

结合料对水泥乳化沥青混合料性能的影响

针对水泥和乳化沥青两种结合料对水泥乳化沥青混合料性能的不同影响,研究了不同结合料剂量条件下水泥乳化沥青混合料的性能.试验结果表明:在一定用量范围内,当乳化沥青用量一定时,水泥用量增加,混合料的马歇尔稳定度、抗压强度、抗折强度和抗压回弹模量随之增加,高温和水稳性能变好;当水泥用量一定时,乳化沥青用量超过8.0%,相应的力学指标呈下降趋势,高温、水稳性能变差,但低温性能变好.     

水泥对乳化沥青再生混合料早期性能影响研究

工程中可改装水稳碎石拌和楼生产乳化沥青冷再生混合料,但不同拌和楼掺入粉料的顺序有所差异。针对乳化沥青厂拌冷再生技术,通过不同水泥用量和不同水泥掺和顺序对混合料的早期性能进行对比分析。研究结果表明：水泥用量较低时,水泥用量的增加有利于冷再生混合料的劈裂强度、高温稳定性及水稳定性的发展;掺入沥青后再掺入水泥对冷再生混合料的早期强度起抑制作用,但对混合料的水稳定性具有一定的促进作用;同时确定了依托项目最佳目标配比RAP(0～10 mm)∶RAP(10～20 mm)∶粗集料(10～20 mm)∶石屑(0～5 mm)∶矿粉=48∶30∶12∶8∶2,水泥以外掺的方式,用量为1.5%,乳化沥青用量为4.2%。     

乳化沥青冷再生混合料压实特性影响研究

为了研究乳化沥青冷再生混合料压实特性及其变化规律,分别针对影响乳化沥青冷再生混合料压实特性的各个因素进行试验研究,结果表明:1)乳化沥青破乳速度和单钢轮振压遍数对冷再生混合料的压实特性影响较大,其应根据试验段来确定; 2)相比重型击实成型方式,振动成型的最大干密度要大且更接近于现场施工条件; 3)乳化沥青冷再生混合料放置时间越长,路面越难以压实,路面强度也越低; 4)施工温度越高,路面越容易被压实,混合料性能也越好,但在较高的温度下,乳化沥青更容易破乳,可工作时间更短。     

乳化沥青冷再生硫磺沥青混合料的路用可行性研究

为了分析乳化沥青冷再生硫磺沥青混合料在路面中应用的可行性,采用旧路面回收的硫磺沥青混合料和普通沥青混合料两材料进行冷再生混合料配合比设计,采用冻融劈裂试验、车辙试验、剪切试验、低温弯曲试验以及单轴压缩试验分别检测冷再生混合料的水稳定性、高温稳定性、抗剪切性能、低温抗裂性能以及抗压回弹模量,并对使用硫磺沥青混合料RAP和...     

乳化沥青冷再生混合料路用性能试验研究

为了探讨乳化沥青冷再生混合料全面的性能参数,对0%～100%的6种不同RAP含量的乳化沥青冷再生混合料进行了室内试验研究与回归分析.结果表明:抗压回弹模量与抗压强度、劈裂抗拉强度与破坏劲度模量、弯拉应变与弯拉强度都随RAP用量的增加而呈线性减少;动稳定度随RAP用量的增加而呈指数函数减少;渗水系数随RAP用量的增加呈二次多项式减少;冻融劈裂强度比TSR随RAP用量的增加变化不大,但远低于规范的技术要求;同温下的抗压回弹模量与劈裂抗拉强度有较好幂函数关系.根据材料的抗压回弹模量与劈裂抗拉强度,把乳化沥青冷再生材料分主四类.     

冷再生沥青混合料第二次压实过程分析

冷再生沥青混合料(Cold Recycled Mixture)凭借其保护环境、节约资源、降低工程造价等诸多优点,已经开始在我国得到推广应用,并且有着非常好的应用前景。冷再生沥青混合料在常温下摊铺和碾压,空隙率较大,性能方面不能达到热拌沥青混合料(HMA)的标准,一般被用在路面结构中的基层或下面层中,其上还须加铺一定厚度的HMA以满足道路使用的要求。在冷再生层上摊铺HMA时,HMA高达150℃~170℃的高温,会将冷再生层加热,加之施工机械和车辆荷载等作用,致使冷再生层会被进一步压实,称之为冷再生层的"第二次压实"过程。对现场冷再生层钻芯取样后发现,摊铺HMA前后的冷再生芯样的空隙率相差可达3%。现有冷再生混合料设计方法对这一现象并未考虑,导致冷再生层在实际施工过程中出现了严重的压密性车辙。该文对这一现象进行阐述,提出在进行冷再生混合料设计时必须考虑"第二次压实"过程的影响,并对改进现有设计方法提出一些建议,可供同行参考。     

乳化沥青冷再生混合料高温稳定性研究

采用50℃车辙试验,分析了温度、基质沥青针入度大小、乳化沥青用量、水泥掺量、含水率和养生时间对乳化沥青冷再生混合料高温稳定性的影响.结果表明:乳化沥青冷再生混合料在后期强度形成后具有较好的高温稳定性,且混合料高温稳定性受温度的影响没有热拌沥青混合料敏感;采用低标号沥青或增加水泥用量均能提高冷再生混合料的高温稳定性,但二者的变化对冷再生混合料高温稳定性影响不大;随着养生时间增加乳化沥青冷再生混合料的抗变形能力增强且早期含水率变化对抗变形能力影响显著,而后期含水率变化对高温稳定性影响不大.     

乳化沥青冷再生混合料疲劳性能研究

采用目前工程上常用的两档沥青路面铣刨旧料对RAP掺量为80％和100％的乳化沥青冷再生混合料进行材料组成设计.通过击实试验和劈裂试验分别确定其最佳流体含量和最佳乳化量用量.在配合比设计基础上采用控制应变加载模式对乳化沥青冷再生混合料疲劳性能进行试验研究,确定了加载较为合理的应变水平,即300,250,200με和150με.试验结果表明,在应变水平较高时,两种RAP掺量下乳化沥青冷再生混合料能承受有限的荷载作用次数,当应变水平降低到150 μe时,两种RAP掺量混合料在150万次荷载作用下仍未破坏,采用劲度模量与荷载作用次数预估的方法确定了疲劳寿命.通过对4种应变水平-荷载作用次数进行疲劳曲线拟合,提出两种RAP掺量下乳化沥青冷再生混合料的应变控制指标.     

水泥冷再生沥青混合料设计与耐久性试验

分别以3种水泥掺量(3％、4％、5％)和4种旧沥青混合料(RAP)掺量(0％、30％、40％、50％)制备水泥改性冷再生沥青混合料,并将其应用于路面基层.首先,通过击实试验进行混合料配合比设计;然后,通过7 d无侧限抗压强度试验确定混合料的最佳水泥掺量和最佳RAP掺量;最后,采用干湿循环试验和冻融循环试验评价混合料的耐久性能.试验结果表明:水泥改性冷再生沥青混合料的最佳水泥用量为3％,最佳RAP掺量为40％;RAP掺量为40％时,混合料的干湿循环无侧限抗压强度达到最大值,RAP的掺加有效提升了混合料的水稳定性,并且RAP掺量越大,提升效果越明显;水泥有助于混合料抗冻性能的提升,且水泥掺量越大,对于混合料抗冻性能的改善越明显.     

乳化沥青冷再生路面性能衰变规律研究

为掌握乳化沥青冷再生路面技术状况衰变规律,给冷再生路面结构设计提供依据,选择我国南方某高速公路路面维修工程中137 km乳化沥青冷再生路段作为研究对象,分析了其开放交通63个月内路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI随时间和交通荷载的变化规律。结果表明,在经受了63个月3 271×104次的累计当量轴载且未做任何大中修养护的情况后,乳化沥青冷再生路面PCI,RQI仍为优,RDI指标仍为良;路面技术状况指标衰变规律可以采用路面性能衰变通用方程描述,且路面寿命因子α显著长于常规路面结构;路面病害以从上而下发展的Top-Down裂缝为主,病害影响深度一般仅局限在表面层,乳化沥青冷再生路面符合永久性路面特征。乳化沥青冷再生路面技术状况受到原有路面技术状况、施工变异性等因素的影响,且这种影响随着使用期的延长逐步显现。PCI衰变规律呈明显的快-慢-快三阶段特征,RQI和RDI衰变规律呈明显的快-慢-平三阶段特征,为进一步提升乳化沥青冷再生路面性能,应加强路面预防性养护。     

泡沫沥青冷再生混合料性能指标的探讨

通过对国内外的研究与应用分析,结合国内特别是浙江省近年冷再生工程应用的实践,探讨了泡沫沥青冷再生混合料性能的评价指标体系,认为采用马歇尔试件的劈裂强度作为关键力学性能控制指标,以马歇尔稳定度、流值、无侧限抗压强度和动稳定度作为性能检验指标,并根据实际工程获取的数据,对这些评价指标进行了初步的统计分析,提出了基于道路交通量的评价指标要求,为进一步研究和应用提供了参考。     

采用贝雷法的冷再生混合料级配设计研究

为了深入分析冷再生混合料的级配问题,用美国伊州贝雷法进行冷再生混合料级配设计优化研究,并采用乳化沥青和水泥两种添加剂来改善冷再生混合料性能.通过分析比较旧沥青混合料和经过沥青抽提试验后的旧混合料的筛分结果来确定原始旧混合料用作骨料的级配,再分别选用旧沥青混合料原样筛分和抽提筛分曲线来添加一定比例的新骨料和水泥来配置冷再...     

粉煤灰及钢渣在冷再生混合料中的应用

在乳化沥青冷再生混合料中使用5种不同剂量的粉煤灰和钢渣来取代部分水泥,研究其对混合料相关路用性能的影响。结果表明:1)粉煤灰替代量为25%时,其马歇尔强度有所提升,其余路用性能均有所下降,建议控制量在25%以内;2)添加钢渣后,混合料的所有性能均有所下降,要严格控制钢渣的替代量在40%以内。