SMC常温再生沥青混合料配合比设计方法及性能验证

SMC常温沥青混合料再生技术可将旧料的使用率提至60%以上,具有显著的经济环境效益,是一种新型环保型沥青路面材料。本文采用了SMC常温沥青再生剂,大幅降低了再生沥青混合料的拌和温度,并通过铺筑试验路,使RAP掺量达到60%以上,显著促进了旧料的再生利用。本文主要研究了SMC常温再生沥青混合料的配合比设计及路用性能,其高温、水稳等性能均符合规范要求。     

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。     

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。     

50%RAP的SMC再生改性沥青混合料疲劳性能研究

SMC常温再生技术使旧料利用率大幅提高,达到了50%以上,打破了规范中厂拌热再生技术RAP不超过30%的规定;并且在常温条件下施工,显著降低生产温度,体现节能减排。本文通过建立疲劳方程,研究了RAP用量为50%时SMC常温再生沥青混合料的疲劳性能,同时推荐了SMC再生改性剂的最佳掺量。     

高模量再生沥青混合料性能研究

为了研究热再生高模量沥青混合料的路用性能,通过将普通沥青和不同掺量的布墩岩沥青(BRA)配制成改性沥青,分析了BRA掺量对改性沥青性能的影响规律,并以改性沥青混合料的动态模量为指标确定了BRA的合理掺量。通过测试不同旧料掺量下的再生混合料的动态模量、高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,提出热再生高模量沥青混合料的旧料合理掺量。结果表明:随着BRA掺量的提高,改性沥青的高温稳定性有所提升,BRA的合理掺量为40%。旧料掺量的提升对于再生混合料的模量提高影响不大;旧料掺量的提升有益于改善再生混合料的抗车辙性,但会影响其低温稳定性;在旧料掺量小于60%时,对高模量再生混合料水稳定性影响不大;旧料掺量过高不利于高模量再生混合料的疲劳性能。     

温拌剂对提高再生沥青混合料旧料掺量的影响研究

文中基于高温车辙、四点弯曲疲劳、冻融劈裂、半圆弯曲及浸水汉堡车辙试验,研究向不同旧料掺量的再生沥青混合料中加入温拌剂对提高再生沥青混合料旧料掺量的作用影响,并对不同旧料掺量的再生沥青混合料路用性能进行全面评价。试验表明,温拌剂的加入能够明显提高再生沥青混合料中的旧料可掺量。对比不同路用性能下的最佳旧料掺量,给出了旧料掺量建议值。     

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。     

温拌再生沥青混合料设计及其性能研究

为探究不同掺量RAP对温拌再生沥青混合料性能的影响,增加厂拌热再生中旧料的掺配量,提高废旧沥青路面材料的利用率,通过分析评价现有RAP的各项指标,设计旧料掺量为0、30%、40%、50%、60%的温拌再生沥青混合料配合比,并确定各掺量下混合料的最适宜压实温度。通过车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验来评价不同旧料掺量下AC-16型温拌再生沥青混合料的各项性能。得出温拌效果、路用性能随旧料掺量的变化规律及温拌沥青混合料与温拌再生沥青混合料的性能差异。     

高旧料掺量厂拌热再生沥青混合料在大中修工程中的应用

结合"沥青路面材料再生利用技术研究和工程示范"课题,论文开展了高旧料掺量厂拌热再生沥青混合料设计及工程应用研究,包括废旧沥青混合料的性能评价、新沥青及新集料的选择、厂拌热再生混合料组成设计及性能评价、再生混合料质量控制、试验路工程观测与评价等几方面。为保障高旧料掺量厂拌热再生沥青混合料在大中修工程中的应用质量,有关经验可供相关专业人员参考。     

添加剂对高RAP掺量厂拌热再生沥青混合料路用性能的影响研究

沥青路面铣刨料掺量的提升能够显著提高厂拌热再生沥青混合料的经济环境效益,但同时也对再生混合料级配和性能的稳定性带来了影响,现阶段针对高掺量（RAP掺量超过30%）厂拌热再生沥青混合料性能的评价及研究尚未得到确切而公认的结论。基于室内性能试验研究,通过开展添加剂（再生剂和温拌剂）对高掺量厂拌热再生沥青混合料路用性能的研究,分析添加剂类型及掺量对其各项性能的显著性影响,总结了各类添加剂对不同RAP掺量的厂拌再生沥青混合料各项性能的影响规律。     

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。     

再生工艺对热再生沥青混合料低温抗裂性能的影响

通过劈裂试验对热再生沥青混合料的低温性能进行了室内试验研究,分析了不同的再生工艺条件(旧料掺加比例、旧料是否预热、新旧料拌和时间以及再生剂掺加工艺等)下的劈裂强度、破坏拉伸应变、劲度模量和应变能密度等相应指标。试验结果表明,增加新料的掺加比例、充分预热旧料、增加新旧料拌和时间将有助于提高再生混合料低温抗裂性能;改进常用的再生剂掺加工艺同样可以保证低温性能。     

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%。     

热拌再生沥青混合料路用性能研究现状

沥青路面再生利用具有显著的经济效益和社会效益。针对回收旧料最大掺量没有一个统一结论,且各地再生沥青混合料性能差别较大的问题。以热拌再生沥青混合料的路用性能为阐述对象,从高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳特性四个方面,分析了回收旧料掺量与再生混合料路用性能的关系,并探讨了各地再生混合料路用性能差异性的原因。研究结果可为再生沥青混合料的实际工程应用奠定基础,为充分利用道路旧料降低道路造价提供思路。     

基于高模量剂和Terminal blend橡胶沥青复合改性技术耐久性高RAP掺量热再生混合料性能研究

为突破高RAP掺量厂拌热再生混合料RAP掺配比例低、低温性能、水稳定性和耐久性差的技术瓶颈,以法国高模量沥青混合料性能评价体系为依托,基于Terminal blend橡胶沥青与高模量剂复配技术进行了Terminal blend与PR.S复合改性沥青性能试验、Terminal blend与PR.S复合改性50%RAP掺量热再生混合料EME2设计、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验,及MMLS1/3和四分点加载疲劳试验,研究了TB+高模量复合改性沥青用于高RAP掺量热再生混合料的可行性和耐久性。试验结果表明,12%TB+0.6PR.S、18%TB+0.6PR.S、22%TB+0.6PR.S 3种TB胶粉改性沥青与高模量剂复配方案下改性沥青的高低温性能均可达到甚至优于SBS改性沥青,工程实践中可优先采用18%TB+0.6PR.M复合改性方案掺配比例来改善沥青混合料的高低温性能。基于TB与高模量复配技术所生产的耐久性高RAP掺量热再生混合料具有沥青用量高、模量高、空隙率小、抗车辙性能和抗疲劳性能优良的技术特点;Terminal blend橡胶沥青与高模量剂复合改性高RAP掺量热再生混合料抗高温、重载条件下的剪切变形能力和剪切疲劳破坏强度均优于SBS热再生混合料,TB与高模量复配方案是改善高RAP掺量热再生混合料耐久性和极端气候条件下耐候性的有效途径。     

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。     

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。     

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%。