关于沥青路面材料高效热再生精细化测试和评价关键技术推广的思考

本文论述了沥青路面材料再生技术的价值、技术发展现状,以及沥青路面材料高效热再生精细化测试和评价关键技术在沥青路面材料再生技术上的突破,并通过推广实践阐述了技术经理人在该项关键技术推广中的作用,以期为其他科研成果的高效推广提供有益的参考和借鉴。

厂拌热再生技术在沥青路面提升改造工程的应用

依托福银高速公路等路段路面提升改造工程,通过回收料性能评价、沥青混合料再生机理、再生沥青混合料配合比设计、回收料合理掺量确定以及施工工艺等方面分析,探讨了厂拌热再生技术应用于高速公路的可行性。

REO-LM-S复配再生沥青组成设计与再生机理分子动力学模拟

针对再生沥青混合料中RAP的利用率较低,废弃机油(REO)对老化沥青弹性恢复效果欠佳及抗车辙性能较差的情况,选用高分子聚合物改性剂(LM-S)对REO再生沥青进行改性。利用响应面设计法确定两种再生剂最佳掺量,并借助傅里叶红外变换光谱(FTIR)分析再生沥青化学官能团和分子动力模拟分析揭示复配再生剂再生机理。最后,通过沥青胶浆拉拔试验验证REO-LM-S复配再生沥青性能。结果表明:再生沥青中再生剂最佳掺量为9.53%,再生剂中LM-S最佳掺量为30%,再生沥青25℃针入度、延度、软化点均满足规范要求。REO-LM-S复配再生剂通过提高再生沥青中轻质组分的含量改善老化沥青的性能,相较于REO再生剂,REO-LM-S复配再生剂对于老化沥青各组分扩散融合效果更好。REO-LM-S复配再生剂共混界面的最大平均拉应力较未添加再生剂共混界面提高29%,较REO再生剂界面提高7.8%。

乳化沥青与RAP再生界面融合特征研究进展

近年来,国内外沥青路面再生技术发展迅速,如何高效循环利用沥青路面再生材料(RAP)成为亟待解决的问题,将RAP用于制备乳化沥青冷再生混合料便是其主要用途之一。然而,当乳化沥青和RAP混合时,新旧沥青分子会重新融合,使冷再生混合料内部界面呈现多样的融合特征。冷再生混合料内部界面融合状态与其界面强度和宏观性能密切相关,因此,揭示乳化沥青与RAP界面融合特征是沥青路面冷再生技术研究的重点。本文基于Fick理论和复合理论对乳化沥青与RAP再生界面融合理论进行了归纳总结。乳化沥青与RAP两相界面融合效果会影响混合料内聚力和内摩阻力,进而影响界面强度。另外,本文从RAP材料性质、沥青组分特征、外界条件、RAP掺量以及再生剂五个方面分析了界面融合影响规律,其中,RAP材料性质和外界条件对再生沥青混合料的影响最显著;乳化沥青对旧沥青的融合程度和旧沥青对乳化沥青的融合程度基本接近,但在不同的温度下有一些差异;理论上,RAP与乳化沥青接触时两端浓度差会促进新旧沥青融合,但RAP表面的大分子沥青质会阻止其融合;RAP掺量直接影响再生混合料的抗拉强度和抗车辙能力;加入再生剂可以改变沥青轻质组分和硬质组分比例,有效提高界面融合效率。最后,提出乳化沥青与RAP界面融合改善可以从乳化沥青、RAP和两相连接三方面考虑,以期为未来乳化沥青和RAP界面融合研究提供理论和技术基础。

沥青道路冷再生系统中水泥基胶结效应

设定不同配比的再生沥青混合料(RAP)和不同水泥掺量,通过标准击实、无侧限抗压强度、水稳定性、模量性能以及SEM测试,研究了水泥在RAP中的胶结效应。结果表明:RAP中沥青含量与稳定土的质量比(A/S)为0.4时,随着水泥掺量的增大,RAP的最大干密度从1.91 g/cm3增加到2.00 g/cm3。水泥掺量一定时,随着废旧沥青含量的增加,RAP的最大干密度随随之增大;掺6%水泥的RAP无侧限抗压强度从1.48 MPa增加到2.63 MPa,随之减小到2.28 MPa。使用的材料体系中,A/S=0.4,掺6%水泥,用水量9.5%时,再生料获得最好性能。试件浸水后抗压强度普遍降低,但与干燥试件无侧限抗压强度变化趋势一致。对RAP的模量试验表明高温状态下RAP混合料的路用性能最差。SEM测试表明:水泥的水化使得混合料中有针状钙矾石和纤维状C-S-H凝胶相互交织搭接,形成网络结构,将集料颗粒包裹起来,这是RAP产生强度的主要因素。

水泥-粉煤灰对再生沥青混凝土性能的影响

以回收沥青路面材料（RAP）为主体，研究了水泥-粉煤灰（C—FA）和再生骨料2个体系之间的适应性．结果表明：随着温度的升高和加载频率的降低，RAP混合料的动态弹性模量随之降低；当mn／ms为1／5～5／5，水泥掺量（质量分数）为2％～6％，粉煤灰掺量（质量分数）为5％～6％时，再生骨料和C—FA体系之间有较好的适应性；当mA／mS为2／5～3／5时，RAP混合料的软化系数大于0．75，具有较好的水稳定性．

水泥稳定RAP材料劈裂应力-应变特性

为研究水泥稳定再生沥青混合料(RAP)基层材料的抗拉性能,根据不同的RAP掺量(质量分数分别为0、15%、30%)和水泥剂量(质量分数分别为4.5%、5.0%)设计了4种混合料,采用劈裂试验分析了RAP掺量和试验温度分别为-15、5、20℃对材料劈裂强度、劈裂回弹模量、峰值应变、能密度和脆性指数等指标的影响.结果表明:劈裂强度、劈裂回弹模量和脆性指数均随温度升高而降低,降幅随RAP掺量增加而增大;在-15℃,随RAP掺量的增加,劈裂强度和峰值应变持续减小,脆性指数增大;正温条件下随RAP掺量增加,劈裂强度、峰值应变和能密度先增大后减小,劈裂模量和脆性指数趋于减小;模量、峰值应变、能密度和脆性指数与劈裂强度之间均呈现线性正相关关系,使各评价指标趋于改善的RAP推荐掺量为15%～20%.

温度对RAP填料压缩及渗透特性的影响

针对废旧沥青路面通过再生形成再生沥青路面(recycled asphalt pavement,RAP)材料可作为路堤填料使用,且所含有的沥青成分使其具有温度敏感性和黏滞性的特点,开展不同温度下RAP材料的压缩试验和渗透试验,研究试验温度变化对其压缩和渗透特性的影响规律及作用机制.试验结果表明:在相同击实度下,试验温度高的试样压缩曲线位于温度低的下方,表明在较高温度下试样易于被压实;RAP试样的压缩模量随温度的增加逐渐减小,其压缩性逐渐升高;相同试验温度下,RAP试样在高击实度下的压缩性变化较小,对应的压缩模量变化也较小;RAP试样的渗透系数随试验温度的升高而逐渐增大,其渗透特性可类比于砾石填料.考虑到随着试验温度的升高,RAP材料的压缩性和渗透性相应升高,因此建议在夏季进行RAP填料的路堤施工,以获得较好的压缩特性和渗透特性.