稀浆封层混合料可拌和时间室内试验研究

通过变换不同试验条件,采用国产、进口的乳化剂生产出用于稀浆封层的慢裂快凝型乳化沥青,对稀浆封层混合料的可拌和时间进行测定,分析了水泥用量、乳化剂用量、外加水量、温度、乳化剂品种等因素对可拌和时间的影响,并指出影响规律,为稀浆封层室内配合比的确定及施工提供参考依据.     

微表处混合料可拌和时间的多因素影响规律研究

微表处混合料施工性能易受到外界条件和各组成材料品种、性质的影响.特别是在摊铺和成型过程中,存在着复杂的物理-化学变化,某一影响因素的轻微变化都可能对稀浆混合料的破乳速度和可拌和时间产生较大的影响.从机理上解释了阳离子改性乳化沥青的破乳过程,并通过混合料的拌和试验,研究了乳化剂剂量、外加水量、水泥、温度等因素对可拌和时间的影响.结果表明,随着乳化剂剂量、外加水量的增加,混合料可拌和时间延长;随着温度的升高,混合料可拌和时间缩短;而水泥对混合料可拌和时间的影响较复杂,可以是促破,也可以是缓破.     

乳化沥青混合料技术性能评价方法研究

采用水稳定性试验、初始无侧限抗压强度试验和可拌和时间试验,探索乳化沥青混合料的一些路用性能,并检验自行研制的复合乳化剂的性能。试验结果表明:60℃水浴浸水马歇尔试验能够评价乳化沥青混合料的水稳定性;初始无侧限抗压强度试验能够反映乳化沥青混合料的工作性,并确定混合料的最佳用水量;拌和时间试验表明拌和总用水量是影响可拌和时间的主要因素,该乳化沥青混合料具有较长的可拌和时间。同时表明所研制的复合乳化剂性能良好。     

微表处混合料破乳速度的影响因素

微表处混合料的破乳速度直接影响其摊铺、成型和开放交通时间,而材料性质、材料组成或环境因素等任何轻微改变均会使破乳速度产生显著变化。从阳离子改性乳化沥青的破乳机理出发,通过微表处混合料的拌和试验,研究了矿料的级配与砂当量、填料、温度、外加水量对混合料可拌和时间及破乳速度的影响,结果表明随着矿粉的增加、温度的升高,混合料可拌和时间缩短;砂当量与外加水量的增加均使混合料的可拌和时间延长;而填料对混合料可拌和时间的影响由填料的掺加量决定。     

稀浆混合料拌和仪在微表处混合料可拌和时间研究中的应用

针对现行规范中手工拌和确定微表处混合料可拌和时间的不足,研发了稀浆混合料拌和仪。采用手工拌和与机械拌和的方式进行了稀浆混合料的拌和试验,试验结果表明两种方式获得的可拌和时间具有良好的线性关系,机械拌和在试验结果的稳定性和可靠性上优于手工拌和,建议采用机械拌和时的微表处混合料可拌和时间应大于150 s。最后,利用拌和仪分析了集料的洁净程度、外加剂、水泥剂量、用水量等因素对微表处混合料可拌和时间的影响,得出细集料亚甲蓝值对拌和时间影响显著,应尽可能的降低细集料含泥量;Al2(SO4)3对拌和时间的延长存在最大有效剂量,需根据实际确定;水泥用量对不同混合料体系拌和时间影响不同;水量对混合料的拌和状态的调节有限。     

直投式高黏颗粒在沥青混合料中的应用研究

研究了直投式高黏颗粒在沥青混合料中的应用,包括高黏颗粒干拌时间、干拌温度对沥青混合料的抗松散性能、高温性能、水稳定性能的影响,以及高黏颗粒在拌和楼拌和条件下的试验性能。研究结果表明,高黏颗粒在与集料干拌过程中,达到熔融状态,并裹附在集料表面形成一层致密的薄膜,具有良好拌和均匀性。随着高黏颗粒干拌时间的增长,其改性效果增强,在高黏颗粒干拌时间为180 s,干拌温度在(180±10)℃时,沥青混合料的飞散损失率较低,高温性能、水稳定性能优异;参考室内拌和条件,拌和楼干拌时间15 s,干拌温度180℃时,混合料性能满足规范要求。     

1cm厚微表处罩面在低温施工条件下的材料选择优化及成型时间控制

微表处是一种性能优良的养护技术,在我国得到广泛应用。本文结合某高速公路1cm厚微表处罩面工程,针对施工过程中出现的石料料源不稳定、石料的砂当量较低且不稳定、施工气温偏低等因素导致施工效果不太理想,总结分析了施工中原材料的选择、优化,并对混合料的使用性能进行了验证。微表处稀浆混合料的施工性能和成型时间在施工现场存在诸多条件的影响因素,本文试验分析了在低温施工条件下影响稀浆混合料可拌和时间的乳化剂类型及用量、用水量、拌和温度、矿料级配等单项因素,逐个提出并通过试验数据分析说明影响机理,并对施工现场的综合影响因素进行了分析,总结了低温施工条件下提高稀浆混合料成型时间的方法。因此在微表处施工中要严格控制原材料,综合考虑各种影响因素,合理控制拌和时间,方可摊铺出最佳的微表处封层效果。     

温再生改性沥青混合料压实温度的研究

为了能简单有效的确定温再生改性沥青混合料的压实温度,根据Superpave体积指标设计思想,提出采用试件的体积指标控制温再生混合料的拌和、压实温度。在最佳沥青用量的基础上,测定不同拌和、压实温度下试件的体积指标,根据设计空隙率确定压实温度,并进行温拌再生改性沥青混合料路用性能试验,结果表明掺加40%RAP温拌改性沥青混合料的设计空隙率为4%时,拌和温度可降低至155℃,压实成型温度可降低至140℃,在此拌和、压实温度条件下,温再生混合料的路用性能满足要求。     

温拌沥青混凝土路用性能研究及应用

采用SG温拌剂,针对4种级配类型(SMA-13、AC-13、AC-20、Sup-20)的沥青混合料,确定最佳油石比及拌和、压实温度;在最佳油石比条件下进行水稳定性、高温性能、低温性能等试验。结果表明:SG温拌改性沥青混合料拌和温度较热拌沥青混合料降低20℃左右;4种级配类型温拌沥青混合料水稳定性、高温性能、低温性能均符合规范要求;SG温拌剂B组分用量为0.2%～0.3%时,温拌沥青混凝土车辙试验动稳定度指标提升较快。     

水泥对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响分析

为了研究水泥用量对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响,通过可拌和时间试验、粘聚力试验、马歇尔强度试验、无侧限抗压强度试验及劈裂试验,分别探讨了水泥对冷拌SMA-5沥青混合料的可拌和时间、成型速度、水稳定性及高低温性能的影响规律。研究结果得出水泥掺量不大于2%时,冷拌SMA-5能满足拌和时间要求;当水泥用量达到2. 0%时,混合料30 min和60 min的粘结力分别为1. 3 N·m和2. 1 N·m,养生期为7 d、水泥掺量为2%时,冷拌SMA-5沥青混合料冻融劈裂强度比大于75%,满足规范要求;就高温性能而言,当水泥掺量为1%时,动稳定度超过2 000次/mm,能够满足路面使用需求,冷拌SMA-5沥青混合料的弯拉应变随着水泥掺量的增加出现先增大后降低的趋势,但掺量为2%时,低温劲度模量最大,因此,水泥用量不宜超过2%时SMA-5路用性能最佳。     

纤维水泥稳定碎石室内拌和工艺试验研究

掺加纤维可有效改善水泥稳定碎石(CSM)基层材料的抗裂性并提高其强度。在依托室内物理试验研究纤维水泥稳定碎石(FCSM)路用性能的工作中,重要环节之一是如何提高纤维在混合料中拌和分散均匀性,这将显著影响测试试件的性能稳定性。为此,通过拌和工艺试验,分析了影响纤维拌和分散效果的主要因素及其作用机理,获得了合理的FCSM室内拌和工艺,并通过强度稳定性试验分析进行了印证,从而提出了FCSM拌和工艺效果的辅助判定方法。结果表明,纤维分散均匀性易受集料干湿状态影响:干拌时,搅拌片产生的空气流动易使纤维飘浮在干燥集料表面并逐渐聚集结团;湿拌时,干纤维易吸附于湿混合料的表面。对拌和效果影响而言,投料次序影响更为显著,而延长拌和时间虽能起到提高纤维分散效果的作用,但拌和达到一定时间之后其效果增加并不明显。合理的FCSM室内拌和工艺应首先将全部集料与水泥进行干拌15s后再洒水搅拌15s,然后撒入纤维终拌60s。材料的强度变异系数可表征试件性能的稳定性,可将其作为FCSM拌和效果的辅助判定方法。成果可为FCSM路用性能室内物理试验研究工作奠定基础。     

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%。     

矿料粒径对拌和时间的影响与梯次拌和技术

为了研究双卧轴搅拌器在分批拌和沥青混合料的过程中粗细集料、矿粉和沥青的投料顺序对混合料质量与拌和效率的影响,通过建立搅拌模型分析集料颗粒在搅拌器作用下的滚动规律;根据滚动过程中颗粒表面发生沥青迁移的拌和机理,得出在沥青迁移量以一定速率递减的条件下,拌和均匀性与颗粒滚动圈数之间的关系表达式。用不等直径平面圆模型求得拌和过程中不同粒径颗粒之间的滚动关系,提出达到相同油膜厚度的粗集料、细集料、矿粉与沥青之间的梯次拌和工艺;研发了与实体工程中使用的搅拌器结构和搅拌原理相同的实验室用双卧轴搅拌机,并对AC-16混合料进行了试验研究。结果表明:在同一拌和过程中,颗粒大小不同时滚动次数有差异,矿粉滚动次数大于细集料,细集料滚动次数大于粗集料,导致不同粒径颗粒表面裹覆的油膜厚度发生变化;采用梯次拌和工艺可以提高沥青混合料的质量和设备生产效率,较之传统拌和工艺得到的沥青用量有所降低,并可减少约30%的拌和时间。     

水泥用量对纤维微表处混合料性能的影响分析

微表处技术是路面预防性养护的主要技术手段。文中通过黏结力试验、湿轮磨耗试验等,测定不同的水泥用量下纤维微表处混合料的可拌和时间、成型速度、耐磨耗性及水稳定性等性能,研究水泥用量对微表处混合料路用性能的影响规律。研究结果可以为纤维微表处混合料的优化设计提供借鉴。     

机场道面沥青混合料拌和变异性研究

为减小拌和楼对沥青混合料质量变异性影响,依据昆明新机场西跑道拌和楼逐盘数据,以比例差值标准差为指标,研究了不同类型拌和楼的原材料用量变异性、混合料合成级配的变异性以及整个拌和过程中混合料的质量稳定性.分析结果表明:拌和楼类型、控制精度和操作方法等因素对沥青混合料的质量变异性影响较大;各种拌和原材料的变异性不同;混合料级配变异性指标在9.5、4.75以及2.36 mm筛孔处较大,且在4.75 mm处最大;拌和楼开机和结束时混合料质量变异性较拌和中间阶段大.最后针对拌和楼提出了降低混合料质量变异性的一系列措施.     

拌和工艺对低碳多功能改性沥青混合料路用性能影响研究

为确定低碳多功能改性沥青混合料的最佳拌和工艺,以WEAM改性剂为基础,采用干拌、湿拌和替代矿粉3种拌和工艺制备低碳多功能改性沥青混合料,并进行马歇尔指标、高温性能、低温性能、水稳定性等路用性能试验,系统研究WEAM改性沥青混合料在各种拌和工艺下的路用性能。结果表明:干拌沥青混合料高温性能比湿拌和替代矿粉拌和好;湿拌沥青混合料低温性能优于干拌和替代矿粉拌和;对于WEAM-1改性沥青混合料,湿拌水稳定性能优于干拌拌和和替代矿粉拌和,对于WEAM-2改性沥青混合料,干拌拌和的水稳定性能比湿拌拌和和替代矿粉拌和优良。     

乳化剂对乳化沥青性能影响分析

采用不同的阳离子乳化剂CH-R、GY-2、MQ-S,变化其剂量制备不同乳化沥青,对乳液乳化效果、标准粘度及蒸发残留物性能进行试验研究,结果表明,CH-R型乳化剂用量为0.8%和GY-2型乳化剂用量为0.3%时,乳化沥青乳化效果较好,对应的乳化沥青性能相对较佳。同时,进行不同乳化沥青与不同集料的粘附性试验,试验结果表明使用碱性集料使得乳化沥青的破乳速度和凝固速度明显加快,集料与沥青之间具有较强的粘结力,稀浆混合料整体具有良好的柔韧性。     

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。     

沥青混合料拌和流变参数的确定

为了研究沥青混合料拌和流变特性、确定沥青混合料拌和温度以及合理选择拌和时间,使用自主研发的沥青混合料拌和流变仪确定了沥青混合料拌和的转折温度点,通过均匀能耗原则确定沥青混合料的拌和时间,并通过转速-扭矩曲线斜率综合反映沥青混合料拌和流变特性。结果表明:固定拌和速度下,沥青混合料拌和扭矩随着拌和时间的增加呈变小的趋势。沥青混合料的拌和温度范围取155℃～160℃,与施工技术规范的建议范围相一致。当角速度为6.28rad/s、频率为30Hz时,未加矿粉情况下AC-20沥青混合料的拌和均匀能耗为1 910.7J,最佳拌和时间为80s。拌和转速和扭矩之间具有明显的线性关系,转速-扭矩曲线斜率越大,沥青混合料黏度越大,流变特性越小。     

纤维掺量对纤维微表处混合料性能的影响分析

通过拌和试验、湿轮磨耗试验等,测定不同的纤维掺量下纤维微表处混合料的可拌和时间、耐磨耗性及水稳定性等性能,研究纤维掺量对微表处混合料路用性能的影响规律。结果表明,纤维微表处混合料存在一个最佳可拌和时间,微表处混合料中适量的掺加聚丙烯纤维可以提高混合料的整体性能。