基于自然养生条件下的乳化沥青冷再生混合料性能变化研究

结合实体工程,对乳化沥青冷再生混合料进行配合比设计和常规性能检测,所有试验指标满足规范要求,在此基础上,对乳化沥青冷再生混合料进行自然养生,经过一年的养生期,对混合料的干湿劈裂、冻融劈裂、低温性能进行检验,得到了乳化沥青冷再生混合料在自然养生条件下的性能变化规律。研究结果表明,在自然养生条件下,混合料的劈裂强度和冻融劈裂强度比都提升,混合料整体的耐久性能提高。     

水性环氧乳化沥青冷再生混合料路用性能研究

为提高乳化沥青冷再生混合料路用性能,制备70%RAP(废旧沥青路面回收材料)掺量的水性环氧乳化沥青冷再生混合料进行研究。通过击实试验及劈裂试验确定水性环氧乳化沥青冷再生混合料的最佳含水量和最佳乳化沥青用量分别为4.0%、4.3%;采用沥青混合料车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验及四轮加载磨耗试验评价水性环氧乳化沥青冷再生混合料的性能。试验结果表明：水性环氧乳化沥青冷再生混合料具有更好的高温稳定性、水稳定性和耐久性;低温抗裂性略有降低,但仍满足规范要求;推荐水性环氧树脂掺量为10%。     

冷再生沥青混合料性能评价

从基层材料的功能要求出发,评价了乳化沥青冷再生混合料的高温性能、劈裂强度和水稳定,从而论证冷再生沥青混合料用作高速公路沥青路面基层材料的可行性。通过马歇尔稳定度试验和劈裂强度试验评价了冷再生混合料的强度性能,确定了混合料的最佳沥青用量;用车辙试验检验了再生混合料的高温稳定性;用冻融劈裂试验评价了再生混合料的水稳定性。研究发现,冷再生混合料的最佳沥青用量为(纯沥青油石比)2.5%;最佳油石比下,冷再生混合料车辙动稳定度均大于3000次/mm,冻融劈裂残余劈裂强度比为97.39%。结果表明,所设计的冷再生混合料具有较高的力学强度,优良的高温性能和水稳定性,能够用于铺筑高速公路沥青路面基层。     

乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料性能研究

为了检验沥青稳定类冷再生混合料性能,回答乳化沥青与泡沫沥青孰优孰劣的争论,采用劈裂试验、车辙试验对泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料性能进行了对比试验研究。研究结果表明,乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料的力学特性有明显的温度依赖性,均为粘弹性材料;冷再生混合料15℃劈裂强度满足规范中密级配粗粒式热拌沥青混凝土强度范围;泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度、浸水24 h后的劈裂强度略高于乳化沥青冷再生混合料;乳化沥青冷再生混合料的动稳定度显著高于泡沫沥青冷再生混合料,且都远超过规范对改性沥青混合料动稳定度的技术要求。乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料性能均能满足沥青路面中下面层的要求。     

乳化沥青冷再生混合料设计方法及路用性能研究

通过对沥青原材料的检测,提出材料选择标准,为满足工程需求,针对乳化沥青冷再生半柔性材料,进行土工击实试验确定最佳流体含量;基于浸水马歇尔试验和浸水劈裂试验确定最佳乳化沥青用量;对最佳材料用量的混合料进行冻融劈裂试验、车辙试验、低温弯曲破坏试验。结果表明,该乳化沥青冷再生混合料的水稳定性、高温稳定性、低温稳定性符合标准。     

外掺料粉尘含量对乳化沥青冷再生路面水稳定性影响研究

为了研究外掺料粉尘含量对乳化沥青冷再生路面水稳定性的影响,选用一定质量的黏土替换新集料中相同质量的矿粉进行冻融劈裂试验,并对试验结果进行分析。结果表明,乳化沥青冷再生混合料中掺入一定量的粉尘会对再生路面的水稳定性产生不利影响,掺入的粉尘含量越多,冷再生冻融劈裂强度越小,再生路面水稳定性越差;粉尘含量质量分数应不大于3.48%。     

乳化沥青冷再生混合料配合比及养生条件优化

为优化乳化沥青冷再生混合料配合比及养生条件,依托川九路改建工程,对初定的配合比和养生方法,通过车辙、低温弯曲、飞散与冻融劈裂试验,分析高温稳定性、低温抗裂性及抗水损性能随乳化沥青用量变化的规律,从而验证最佳乳化沥青用量为3.5%。针对RAP掺量、水泥掺量、养生时间及养生温度,通过正交试验极差分析法,得到乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响因素主次顺序和最佳组合;通过正交试验方差分析法,得到各因素的影响显著性;综合各项路用性能的最佳组合,比选出最佳水泥掺量为3.0%,最佳养生温度为60℃,最佳RAP掺量为88%,最佳养生时间为48h。     

乳化沥青冷再生在石黄高速公路的应用

河北省石黄高速公路石辛段在2009年维修罩面中采用了乳化沥青冷再生技术铺筑了下面层。针对路面铣刨的废料进行了级配试验、马歇尔试验、干湿劈裂试验、冻融劈裂试验,确定了乳化沥青冷再生混合料配合比,并对其进行了车辙检验,高温性能优良;同时,对乳化沥青冷再生拌和楼进行了改进,铺筑了乳化沥青冷再生下面层,经过一年的运营,路用性能良好。     

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...     

VAE改性乳化沥青冷再生混合料的设计与应用

为了提高乳化沥青混合料的水稳定性，从乳化沥青冷再生混合料的胶结料出发，研究了一种粘结性强的新型VAE改性乳化沥青。通过旧沥青混合料的原材料性能检测和筛分后，依据最大密实曲线和关键筛孔通过率拟定了三种级配，选用干湿劈裂强度比最大值对应的级配为最佳级配，并以此确定出最佳乳化沥青用量；通过比较不同龄期下普通乳化沥青混合料和VAE改性乳化沥青混合料的冻融劈裂强度比来定量分析VAE改性剂的水稳定性改善效果；铺筑VAE改性乳化沥青冷再生混合料试验段，与普通乳化沥青路段对比分析VAE试验段的水稳定性改善效果。室内外试验结果表明：VAE改性乳化沥青能够较好地改善混合料的干湿劈裂强度与水稳定性能。     

空隙率对沥青混合料水稳定性与渗水性能的影响

水损坏是沥青路面主要病害之一,而空隙过大、存在渗水通道是引发水损害的主要原因之一。为了研究不同空隙率对沥青混合料水稳定性和渗水性能的影响,制备了不同空隙率的沥青混合料试件,并分别进行了饱水率试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及渗水性能试验。结果表明：沥青混合料试件的饱水率随空隙率增大而增加,且空隙率超过8%时,饱水率快速增加;残留稳定度和冻融劈裂强度比均随空隙率增大而减小;沥青混合料试件的渗水系数随着空隙率的增大而增加,且空隙率大于8%时,沥青混合料的渗水系数急剧增大。     

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。     

乳化沥青冷再生混合料初期抗磨耗性能评价及技术要求

针对我国现有规范关于乳化沥青冷再生混合料初期强度评价的空白,选取磨耗试验作为评价方法,用对比试验确定了试验的关键参数,包括成型方式、养生温度、养生相对湿度以及养生时间;分析了不同乳化剂种类、乳化剂剂量、乳化沥青用量、水泥剂量和矿料级配对乳化沥青冷再生混合料初期抗磨耗性能的影响,据此提出相应的技术要求;利用方差分析法,分析了不同影响因素的显著性。结果表明:提出的磨耗试验简单、可靠,可用于评价乳化沥青冷再生混合料的初期抗磨耗性能;马歇尔击实法或旋转压实法均可作为磨耗试验试件成型方式,推荐采用大型马歇尔击实法(双面各击实75次)作为标准成型方式;养生条件对乳化沥青冷再生混合料磨耗损失影响较大,随温度的升高或养生时间的延长,磨耗损失均逐渐减小,随相对湿度的增加,磨耗损失逐渐增大;结合我国国情,拟定磨耗试验试件标准养生温度为25℃,养生相对湿度为70%,养生时间为4 h。以磨耗损失不大于3.5%为控制指标,可作为优化乳化沥青冷再生混合料配合比设计的依据;影响乳化沥青冷再生混合料初期抗磨耗性能的各因素依次为水泥剂量乳化剂种类矿料级配乳化沥青用量乳化剂剂量,水泥剂量、乳化剂种类和矿料级配对冷再生混合料初期强度影响显著。     

高性能乳化沥青冷再生混合料性能研究

为了确保高RAP掺量的乳化沥青冷再生混合料性能满足路用性能要求,通过开发高性能乳化沥青材料,选择合适的配合比对高性能乳化沥青冷再生混合料的早期抗车辙性能、抗水损性能、早期强度增长特征及疲劳性能进行对比分析。结果表明：采用抗车辙试验评价乳化沥青冷再生混合料通车路面性能,其动稳定度满足规范要求,乳化沥青再生混合料施工完成后可以开放交通;混合料水稳定性满足规范要求,且具有良好的水稳定性;自然养生7 d后的强度与加速养生后强度相当,随着应变水平的降低,乳化沥青冷再生混合料疲劳寿命逐渐提高,整体来说中粒式乳化沥青冷再生混合料疲劳性能优于粗粒式混合料,RAP掺量为100%的乳化沥青冷再生混合料疲劳性能优于RAP掺量为80%的混合料。     

SGC设计体系下压实功对乳化沥青冷再生设计指标的影响研究

结合实体工程,采用SGC试验方法对乳化沥青冷再生混合料进行配合比设计,研究在不同压实功基础上的混合料设计参数的变化,从压实曲线的对比、混合料最佳含水率、最佳乳化沥青用量、混合料的强度等方面进行深入研究。研究结果表明,在不同压实功条件下,冷再生混合料的设计参数变化显著:随着压实功的增加,在相同压实次数下,冷再生混合料的最佳含水量减小、最佳沥青用量降低;在乳化沥青用量不变的条件下,混合料的劈裂强度、冻融劈裂强度比都随压实功的增加而增加。     

乳化沥青冷再生混合料超早强技术研究

为改善乳化沥青冷再生沥青混合料早期强度低的缺点,通过掺加早强水泥的方法开展了乳化沥青冷再生沥青混合料超早强技术研究,确定了再生混合料最佳含水率和最佳乳化沥青用量,并对其路用性能进行了评价。试验结果表明:早强水泥可显著提升乳化沥青冷再生混合料的早期强度,加入2%早强水泥后1d龄期劈裂强度已达到原来掺加2%普通水泥时3d的强度;3d龄期强度可以达到原7d龄期强度,而两者28d龄期的强度接近;1d劈裂强度可满足基层要求,3d劈裂强度可满足下面层要求;在早期强度满足要求的条件下,再生混合料仍具有较好的水稳定性、高温稳定性及低温抗裂性等路用性能。乳化沥青冷再生混合料早强技术能有效缩短施工工期,减轻因路面维修封闭交通带来的负面社会影响。     

两种温拌剂对沥青混合料性能的影响研究

为克服热拌沥青混合料路面施工时存在污染严重、能耗浪费的问题,提出将降粘型EC-120和发泡型ASMIN两种温拌剂掺入沥青中制备温拌沥青及沥青混合料,分别测定了沥青的粘温曲线和混合料的空隙率,开展了车辙试验和冻融劈裂试验。结果表明:1)降粘型温拌剂EC-120能明显降低基质沥青的表观粘度,发泡型温拌剂ASMIN降粘效果不明显;通过拟合粘温曲线,得到了基质沥青与掺温拌剂沥青的压实温度与碾压温度。2) 2种温拌剂沥青混合料的空隙率、稳定度和流值均满足规范要求,且空隙率相同时,EC-120、ASMIN的压实温度较普通基质沥青混合料分别降低了15℃和10℃。3) EC-120能增加沥青混合料的动稳定度,改善其高温稳定性,但会小幅度降低混合料的冻融劈裂残留强度比,导致其水稳定性略有减弱;而ASMIN能小幅度提高混合料的动稳定度和冻融劈裂残留强度比,进而增强其高温性能和水稳定性能。     

冷拌用再生剂的制备及乳化沥青冷再生混合料路用性能研究

为确定再生剂用于冷再生材料的适用性及再生剂的掺入对混合料的影响,由实验室自制两种冷拌用再生剂,并通过再生沥青性能试验,研究了再生剂配比及再生效果;使用旋转压实方法成型乳化沥青冷再生混合料并进行配合比设计;通过15℃劈裂试验、冻融劈裂试验、车辙试验与低温弯曲试验,对比分析了两种再生剂单独使用及配合不同剂量渗透剂使用情况下对混合料强度特性与耐久性的影响。结果表明:再生剂中基础油∶增塑剂∶抗老化剂掺配比例为80∶20∶4时具有良好再生效果,添加8%的再生剂后,室内老化沥青与抽提回收沥青性能指标均能恢复至基质沥青水平;再生剂R1最优掺量为1.2%,再生剂R2最优掺量为0.9%;添加再生剂R1、R2与渗透剂后,冷再生混合料早期强度分别下降11%、19%、9%,而成型强度与后期强度较普通乳化沥青冷再生混合料有所提高;添加再生剂或渗透剂后混合料抗车辙能力下降,但仍满足再生规范要求;添加再生剂能够改善乳化沥青冷再生混合料的水稳定性及低温抗裂性。     

乳化沥青冷再生混合料高温稳定性试验研究

采用车辙试验对乳化沥青冷再生混合料高温稳定性进行全面的研究,结果表明:乳化沥青冷再生混合料和热拌沥青混合料的动稳定度均随着温度的升高而降低,但乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和抵抗永久变形的能力更为突出;随着水泥用量的增加,乳化沥青冷再生混合料的动稳定度得到明显的提升,为保证混合料的整体路用性能建议乳化沥青冷再生混合料水泥掺量取0.5%~1.0%;减少乳化沥青用量可以一定程度上提升混合料的高温稳定性,但会引发混合料出现破碎松散病害,合理的选取其用量是保证乳化沥青冷再生混合料综合路用性能的关键之一;养生时间对乳化沥青冷再生混合料的动稳定度和变形量有很大影响,应保证足够的养生时间以保证混合料良好的路用性能。     

早强型乳化沥青冷再生混合料性能研究

早强型乳化沥青冷再生混合料是基于现有冷再生层养生时间长的限制提出的,以期实现缩短养生时间,加速施工进度的目的。以劈裂强度为指标,研究了早强剂和早强水泥对乳化沥青冷再生混合料早期强度的影响,同时研究了早强剂和早强水泥对冷再生混合料后期强度、水稳性能和疲劳性能影响。试验结果表明:复合型早强剂对冷再生混合料早期强度提升明显,并能提高混合料的后期强度、水稳性能和疲劳性能;1.5%早强水泥可提高冷再生混合料的早期强度、后期强度和水稳性能,但会使冷再生混合料疲劳性能下降。