热再生施工中SBS改性沥青老化与再生效果评价

采用智能化监测设备获取就地热再生高温加热后的沥青路面温度分布,研究就地热再生施工过程中高温加热对SBS改性沥青的老化与再生效果的影响;采用常规试验和红外光谱分析,对比室内外再生效果的差异。结果表明：沥青经过长期自然老化后低温性能下降,黏性增强,再生剂加入可改善老化沥青的低温延展性能,红外光谱分析表明,再生剂加入有助于调整老化沥青的组分。就地热再生高温加热后沥青路面的表面温度可达230℃,原路面老化改性沥青经过加热机高温加热后发生二次老化,此外,现场再生沥青的性能并没有得到有效改善。综合室内外原路面老化沥青的再生效果,提出需根据原路面老化沥青的现场再生情况,为现场施工质量的保证留出一定的再生剂余量。     

沥青路面就地热再生养护技术研究

首先从沥青和集料角度探究了老化沥青混合料的就地热再生机理。分析认为沥青老化遵从组分移行理论和相容性理论,老化导致沥青中各组分发生重质化,进而导致沥青质与软沥青质相容性降低,最终表现为沥青路用性能的衰减,在此基础上通过室内试验验证了软沥青、低粘度油分和专用再生剂对老化沥青的性能恢复规律,试验结果表明专用再生剂能够良好的恢复老化沥青性能;旧路面取料的室内试验表明,旧集料本身的物理性能变化不大,但在车辆荷载作用下其级配存在较明显的细化现象,在此基础上通过室内试验进行了细化级配的调和;最后通过室内混合料性能试验,现场实体工程路用性能检测以及再生混合料层间粘结测试,验证了就地热再生沥青混合料良好的路用性能和优越的工程质量。     

复合再生改性沥青性能的试验研究

再生沥青可以使老化沥青路用性能得到一定的恢复,但不能恢复其所有性能。本研究利用再生与改性复合作用对老化沥青性能进行改善,在宏观性能试验评价的基础上,再进行复合再生改性沥青的微观性能试验评价。研究内容包括:复合再生改性沥青试样制备,复合再生改性沥青性能的宏观与微观试验评价等。研究结果表明,沥青组分试验与SEM试验结果与宏观指标所表现的规律基本一致,再生与改性综合技术可以使老化沥青的高低温性能得到较好地恢复,解决了单一再生沥青的低温性能恢复不好地问题。通过对比分析沥青组分含量、SEM图与宏观性能指标之间的联系,探讨老化沥青复合再生改性作用的微观机理。研究结果具有一定的理论与实用价值。     

基于性能设计法的就地热再生混合料设计方法研究

通过研究沥青老化及再生机理,分析了再生剂掺量对沥青及沥青混合料性能的影响,根据工程经验及室内试验,提出了就地热再生混合料技术要求;基于性能设计方法,通过室内试验进行了最佳再生剂掺量分析,进行了就地热再生混合料设计和性能验证方法的研究。实际应用表明:基于性能设计法设计的就地热再生路面具有较好的路用性能。     

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。     

就地热再生技术在长寿命复合路面养护中的应用

为了研究就地热再生技术在长寿命复合路面养护中的应用,本文首先分析了复合路面回收沥青性能及回收沥青混合料(RAP)的油石比、级配,而后通过室内试验研究了依托工程再生沥青性能、再生剂掺量及AC-13沥青混合料到AC-16沥青混合料的配合比转化过程,并通过车辙试验(60℃)、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验评价了再生沥青混合料的高温性能和水稳定性能,并从就地热再生设备加热方式、再生机组温度控制、就地热再生施工温度、碾压方案、现场检测等方面对就地热再生施工工艺进行了全方位分析。本文研究内容与工程结合紧密,为就地热再生技术在复合路面中的应用提供了具工程意义的参考。     

顺酐化再生剂的再生效果及再生机理研究

根据专利《一种沥青再生剂及其制备方法和应用》(专利号：2018107948408)制备顺酐化再生剂，并通过沥青的针入度、延度、软化点、黏度和车辙因子试验，测试该再生剂的再生效果。结果表明，顺酐化再生剂技术指标满足RA-5等级，老化后的基质沥青、改性沥青中加入顺酐化再生剂后，其抗低温性能均有明显提高。改性沥青135℃旋转黏度及车辙因子测试结果表明，顺酐化再生剂的加入能增加沥青黏度，但对耐高温性能不利。从微观组成探究再生剂的作用机理，沥青的老化实质上是组分的转移，加入再生剂后，补充老化沥青中的轻质组分，使得沥青中的分散剂及分散相逐渐趋于稳定，进而增加沥青黏度，恢复老化沥青的抗低温性能，但轻质组分的增加对沥青的耐高温性能不利。     

就地热再生沥青混合料配合比优化设计研究

就地热再生养护技术不仅具有良好的经济效益,还具有显著的社会效益与环境效益。热再生中,再生沥青混合料中大部分是旧料,其级配、油石比等指标都发生了不同程度的变异,导致再生料出现离析、碾压不密实等问题,将直接影响到再生路面的路用性能。为此,将室内试验结果与依托工程相结合开展就地热再生沥青混合料优化设计研究,确定加入5%的再生剂,以恢复老化沥青的性能;加入15%的新沥青混合料,以调整路面混合料级配,优化其性能。现场检测结果表明,路面总体质量能达到新建沥青路面的标准。     

渗透性沥青再生剂及再生沥青性能研究

再生剂的渗透能力对废旧沥青混合料(RAP)表层老化沥青的再生程度至关重要。为了提高再生剂的渗透性能,改善老化沥青的再生效果。基于组分调节理论和相容性理论,确定了渗透性沥青再生剂的基本组分,通过设计正交试验分析了渗透性沥青再生剂的基本组分搭配比例和混合温度对老化沥青针入度值和延度的影响,检测了渗透性沥青再生剂的基本性能指标及再生沥青的耐久性,研究了再生剂在老化沥青中的扩散进程、再生沥青胶浆的高温稳定性及再生沥青的低温抗裂性。试验结果表明:渗透性沥青再生剂的基本性能、再生沥青的耐老化性能均能符合现有规范要求;渗透性沥青再生剂作用下的沥青25℃针入度差值更大,其渗透能力优于普通沥青再生剂;通过掺入渗透性沥青再生剂对老化沥青进行再生,制备得到的再生沥青的高温稳定性及低温抗裂性与基质沥青相当。     

就地热再生老化沥青室内外再生效果差异试验研究

为研究就地热再生老化沥青室内外再生效果的差异,采用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)对比了室内外老化沥青和再生沥青的高低温流变性能,采用傅里叶红外光谱(FTIR)分析了不同状态沥青的官能团组成,并对就地热再生路面的长期使用性能进行跟踪。结果表明:现场再生利于提升再生路面抵抗高温流变变形能力,新沥青在现场施工时短期老化程度偏大,原路面老化沥青经高温加热后发生了二次老化,具体表现为失效温度升高,羰基指数和亚砜基指数增大,低温抗裂性能下降;加入再生剂后室内外再生沥青的蠕变劲度S分别下降12.24%、9.4%,蠕变速率m分别提高28.57%、24.13%,再生剂对室内老化沥青低温抗裂性能的改善效果优于现场再生;相比于铣刨重铺技术,就地热再生养护路段的车辙深度增长较为缓慢,疲劳裂缝比例上升较快,该现象可从室内外再生沥青流变性能的差异得以解释。     

市政道路就地热再生施工前后性能评价研究

为了对比分析就地热再生技术对道路的路用性能及功能性的影响,对就地热再生前后沥青胶结料和沥青混合料进行性能测试,对原路面和再生路面进行功能性评价。结果表明,就地热再生的加热过程不会使沥青胶结料明显老化,不会影响级配。由于再生剂的加入,沥青胶结料车辙因子下降,劲度模量下降,沥青变软,沥青混合料的低温性能和水稳定性明显提高;就地热再生后路面抗滑性能及平整度均明显优于再生前路面。     

渗透型再生剂对老化沥青性能的影响分析

以废机油作为基础油分、邻苯二甲酸二丁酯作为辅助成分制备配方比例不同的渗透型再生剂,根据再生沥青的针入度、软化点、老化沥青转移率及动态剪切流变试验结果分析渗透型再生剂对老化沥青性能的改善效果。结果表明,与普通再生剂相比,渗透型再生剂对老化沥青的改善效果更好,当废机油与邻苯二甲酸二丁酯的比例为7∶3时,再生沥青的性能基本恢复至基质沥青;渗透型再生剂能有效渗透进入旧集料表面包裹的老化沥青薄膜中改善老化沥青的性能。     

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%。     

就地热再生在沥青路面养护中的应用

目前我国很多沥青路面需要进行养护维修,就地热再生技术正逐步成为沥青路面改造的主要方法之一。通过对旧路面的调查、评价与旧沥青混合料的试验检测,在旧沥青中掺加适量的再生剂使旧沥青恢复性能要求,得到有效的再生。在施工过程中保证施工工艺和质量控制,采用就地热再生工艺恢复旧路的路用性能。     

基于性能设计法的就地热再生混合料设计方法研究与探讨

就地热再生技术具有经济、环保、施工方便等优点,在路面维修工程中具有广阔的应用前景。通过研究沥青老化及再生机理,分析了再生剂掺量对沥青及沥青混合料性能的影响,并根据工程经验及室内试验,提出了就地热再生混合料技术标准,同时基于性能设计方法,通过室内试验进行了最佳再生剂掺量分析,进行了就地热再生混合料设计和性能验证方法的研究与探讨,并依托实际工程进行了研究成果应用。     

植物油再生沥青及其混合料路用性能试验研究

为了缓解沥青路面大中修过程中废旧沥青混合料(RAP)的再生利用问题,研究采用菜籽油作为基础油分,添加邻苯二甲酸二甲酯(DMP)作为增塑成分,环氧大豆油作为抗氧化组分复配出一种具有增溶、降黏、抗氧化作用的新型环保再生剂。通过沥青动态剪切流变(DSR)试验验证再生剂对老化沥青的再生效果,并阐释新-旧沥青在再生剂作用下的渗透融合过程。再生沥青及其混合料试验结果表明:1)在0%～6%范围内,随着ZDDP含量的增加,再生剂抗老化性能不断提高; 2)在0%～8%区间内,随着再生剂掺量的增加,再生沥青混合料水稳定性能不断增长,但相较于低温性能对RAP掺量影响较小; 3)添加老化沥青质量6%的再生剂,可确保80%RAP掺量混合料的低温和水稳定性满足规范要求。     

就地热再生中的沥青再生研究

依托湖北某就地热再生工程,对旧沥青路面抽提的沥青研究其再生的相关理论和设计方法。检测现场抽提旧沥青的相关指标,评价其老化程度。在阐述沥青再生机理的基础上,提出就地热再生中旧沥青再生目标标号的确定方法。建议由调和公式预估再生剂的掺加比例,随后的试验证明此预估值约有15％的误差。通过试配法进行旧沥青的再生试验,经综合考虑初定 A型和 B 型再生剂的适宜掺量为8．7％和7．2％。检测适宜掺量下再生沥青的抗老化性能,结果表明 A型和 B型再生剂下的再生沥青耐老化性能良好。     

二次就地热再生沥青混合料路用性能试验研究

以国内外已有研究成果为基础,对江苏某高速公路二次就地热再生沥青混合料路用性能进行试验研究,为工程实践提供借鉴。在严重老化的二次再生原材料中添加4%的再生剂、0.3%新沥青以及20%新沥青混合料,恢复二次老化沥青混合料的路用性能。在室内对二次再生混合料的各项性能进行试验,并将其结果与新料和一次再生混合料的各项性能进行对比,结果表明:再生后的二次老化沥青混合料,其各项性能指标均次于一次再生混合料,但依然满足规范要求。     

再生雾封层材料路用性能研究

为推广再生雾封层技术的应用,论述了沥青组分对沥青性质的影响,分析了雾封层技术作用机理,雾封层材料在路面结构渗透过程中发生物理化学作用,路面结构孔隙,防止或较少水分、空气对沥青的氧化作用,从而延长路面使用寿命。其次,通过室内试验研究了再生剂CRF对沥青及沥青混合料性能的影响,随再生剂CRF掺量的增加,老化沥青(基质沥青和SBS改性沥青)针入度和延度不断增大,软化点逐渐降低;涂抹再生剂CRF的老化沥青混合料试件经过60d养生后,低温抗裂性明显提高,高温性能略有下降,但满足路面使用要求。     

就地热再生基质沥青混合料拌和温度与压实温度的研究

为提高寒区就地热再生技术施工效率和再生沥青混合料性能,针对旧沥青老化程度和再生剂种类两个因素,对热再生基质沥青混合料的最佳拌和温度与压实温度进行研究。在完成热再生沥青混合料配合比设计的基础上,根据旋转黏度试验结果确定拌和、压实温度范围,再测定不同拌和、压实温度下制成试件的体积指标,以空隙率为4%所对应的温度作为最佳拌和、压实温度,并验证再生沥青混合料的路用性能。试验结果表明,在寒区就地热再生施工过程中,旧料掺量为90%的热再生沥青混合料的最佳拌和温度为160℃,压实温度为145℃,路用性能满足规范要求。