寒区低温环境下泡沫沥青冷再生混合料性能研究

我国西藏、青海等省区全年气候寒冷,平均气温低,昼夜温差和年温差大,冻融循环频繁,公路建设普遍面临着生态环境脆弱、建筑材料数量匮乏且质量较差等问题。针对上述寒区气候特点,采用5℃、10℃、22℃、40℃、60℃和110℃分别模拟低温、室温、中温和高温养生条件下泡沫沥青冷再生混合料现场养生条件,基于室内试验分析了寒区低温环境温度对泡沫沥青冷再生混合料力学性能、路用性能、耐久性能的劣化影响;进而基于数字图像处理技术和工业CT无损检测技术,探讨了养生温度对泡沫沥青冷再生混合料内部泡沫沥青分散性状及微细观空隙结构的影响规律。结果表明:随着养生温度升高,泡沫沥青冷再生混合料的单轴贯入强度、无侧限抗压强度、动态回弹模量等力学指标均呈指数函数关系增大;相较于标准养生条件,在低温条件下拌和、养生的泡沫沥青冷再生混合料,其高温稳定性、抗反射裂缝性能及抗疲劳性能下降明显,并且环境温度越低,泡沫沥青冷再生混合料的综合路用性能降低幅值越大。升高养生温度后,泡沫沥青在破坏试件界面的分散面积增大,微细观空隙直径减小,并且微细观空隙结构中体积小于0.05 mm3的空隙占比增大。养生温度对泡沫沥青冷再生混合料的作用机理主要在于提高养生温度对泡沫沥青分散性状的促增作用和微细观空隙结构的细化作用。建议在泡沫沥青冷再生路面施工期间加强施工和养生期间的温度控制,并且结合寒区施工季节温度调整室内配合比设计养生温度。本研究成果可为泡沫沥青冷再生技术在寒区的推广应用提供借鉴。

泡沫沥青冷再生混合料最佳沥青用量设计

结合泡沫沥青冷再生混合料的室内试验,探讨确定泡沫沥青再生混合料最佳沥青用量的方法和最佳油石比。采用干劈裂强度、湿劈裂强度、干湿劈裂强度比、冻融劈裂强度比、马歇尔稳定度和浸水马歇尔残留稳定度进行综合性能分析,获得最佳沥青用量。

泡沫沥青就地冷再生作为路面基层的工程应用分析

沥青路面在日常养护和改扩建施工时,会产生大量的废旧材料。由于旧料中含有沥青成分,当作垃圾处理会污染环境。因此将这些旧料再生,既减轻了环境污染,又减少了材料消耗。再生技术的应用是实现公路可持续发展的重要手段。现行规范将沥青路面再生方式分为厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生和全深式冷再生5种。本文对泡沫沥青就地冷再生技术在工程实际中的应用进行具体说明及分析。

泡沫沥青厂拌冷再生混合料在G228国道的应用

泡沫沥青厂拌冷再生技术具有环保性强、造价低的特点,同时具有抗车辙强、高温稳定性好等优点,阐述了该技术的应用情况,通过对研究项目路面病害的检测及路面、路基状态的分析,并从原材料配合比、沥青发泡特性、最佳含水量、沥青用量、改造后路况检测等方面进行了研究探讨,使用该技术改造后的路面使用状况良好,发展前景十分广阔。

泡沫沥青就地冷再生基层施工技术与质量控制

依托国道307线西乌旗境内养护工程,从配合比设计、设备配置、试验段施工等方面开展了基层泡沫沥青就地冷再生施工技术与质量控制研究。成果应用于实体养护工程,保证了冷再生水稳基层工程质量。

泡沫沥青复合式冷再生混合料组成设计与性能评价

文中通过发泡试验确定了泡沫沥青的最佳发泡条件,采用马歇尔试验确定了RAP和RAI不同掺配比例下泡沫沥青的最佳掺量,测试分析了泡沫沥青复合式冷再生混合料的抗压强度、抗拉强度、水稳定性和动态模量等性能.结果表明:在发泡温度为160℃,发泡用水量为2.9%的条件下,沥青发泡效果最优;在最佳发泡条件下,RAP掺量为0%、20%、40%的三种方案对应的泡沫沥青最佳掺量分别为3.4%、3.1%、2.9%,此时,三种方案均有较好的抗压、抗拉、水稳定性,并且随着泡沫沥青冷再生混合料中RAP掺量的增加,柔化程度与抗拉性能均逐渐增大,但抗压性能与水稳定性能均有所降低.

柔性基层泡沫沥青冷再生配合比及其应用

为解决泡沫沥青冷再生混合料的配合比设计难题,应用修正马歇尔法对泡沫沥青冷再生混合料进行配合比设计,确定级配为RAP料∶石屑∶水泥=80∶17.5∶2.5,通过重型击实法确定最佳含水率为7.5%,通过劈裂强度试验法确定水泥含量为2%~2.5%,通过间接抗拉强度ITS试验法确定泡沫沥青最佳用量为2.5%,通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及静压法进一步验证了泡沫沥青的水稳定性及无侧限抗压强度,结合实际项目研究了泡沫沥青冷再生柔性基层的应用效果。结果显示,泡沫沥青冷再生柔性基层能够提高施工效率,降低施工成本,具有良好的应用效果。

泡沫沥青冷再生技术在沅陵县G319路面大修工程中的应用

探讨沅陵县国道G319公路路面大修工程中泡沫沥青冷再生技术的应用效果。通过系统试验,确定了混合料的最佳含水量和最大干密度,为混合料的制备提供了关键参数。同时,确定了泡沫沥青的最佳用量,保障混合料性能的同时,实现了材料的经济和环保利用。工后测试显示,泡沫沥青冷再生混合料在干燥和浸水状态下的劈裂强度均满足设计要求,干湿劈裂强度比均超过77.4%,证明泡沫沥青冷再生混合料具有良好的水稳定性。此外,该技术在全过程中实现了84.4%的CO_(2)减排效率,特别是在拌和和铺筑环节,减排效率超过90%。研究结果表明,泡沫沥青冷再生技术在提高路面性能和耐久性的同时,显著降低了碳排放。

泡沫沥青冷再生技术在高速公路养护中的应用

为进一步提高高速公路使用效率,有必要对病害路段进行新的养护。文章介绍了泡沫沥青冷再生技术的发展现状、施工步骤及特点,结合G6京藏高速公路兰海段路面养护,重点分析了使用泡沫沥青冷再生技术的施工过程,从具体细节探讨混合料配合比设计、施工要点。实践证明,泡沫沥青冷再生技术值得在高速公路的养护中加以应用。

泡沫沥青就地冷再生技术在哈同高速养护工程中的应用

针对哈同高速公路旧路路面使用现状及发生的病害情况,依据已有数据,重新设计沥青混合料配合比、检验沥青混合料性能,采用就地冷再生修复处理方案。结果表明当按照设定沥青混合料级配,在最佳含水率为5.4%、最佳泡沫沥青用量为2.3%时,再生后沥青混合料劈裂强度等满足规范要求;并按照施工工艺进行施工,结合路面施工检测可知,压实度等均符合规范要求。

全深式泡沫沥青冷再生技术减排效果测算分析

为定量评价全深式泡沫沥青冷再生技术节能降碳效果,分析了该技术的施工流程及优势,理清其在材料生产、运输、现场施工不同阶段可能的减排环节;基于LCA方法建立了全深式泡沫沥青冷再生沥青路面养护碳排放计算模型,结合天津大道养护工程案例,量化了该技术养护施工过程碳排放量,并与铣刨重铺技术进行了深入对比,结果表明相较于铣刨重铺,该技术减排量约11.62 kg/m^(2),减排率可达64.12%,降碳效果良好,具有较好的推广应用价值。

多因素影响下的泡沫沥青冷再生混合料压实特性研究

考虑泡沫沥青冷再生路面的压实质量直接影响路用性能和耐久性,测定不同因素(拌和时间、拌和温度、成型温度、不同回收料)影响下泡沫沥青冷再生混合料的空隙率、冻融劈裂强度比变化对泡沫沥青冷再生路面压实特性的影响规律。结果表明:泡沫沥青冷再生混合料的最佳拌和时间为1.5 min;适当提高拌和及成型温度对提高混合料成型质量有利;100%废旧基层材料(RBP)的试件成型质量最好,废旧沥青路面材料(RAP)∶RBP=63∶37的试件较前者的体积指标和强度指标略有下降。

泡沫沥青二次冷再生混合料级配优化及路用性能研究

沥青路面二次铣刨料在初次铣刨的基础上进一步劣化,为保证二次再生料性能达到相关规范要求,在旧料分析的基础上优化再生料级配,分别通过车辙试验、半圆弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对泡沫沥青二次冷再生混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行测试。结果表明:泡沫沥青二次冷再生混合料的高温稳定性、低温抗裂性劣于初次冷再生混合料,而水稳定性略优于初次冷再生混合料。

泡沫沥青就地冷再生结构组合设计方法研究

泡沫沥青就地冷再生技术可充分利用旧路面材料,达到低碳节能的效果,已被广泛应用于公路养护工程中。文章针对泡沫沥青就地冷再生结构组合设计方法,初步介绍了国内外冷再生设计方法,基于我国沥青路面设计方法,最终建议泡沫沥青就地冷再生参照我国改建公路设计方法开展设计;结合某工程实例,从泡沫沥青冷再生结构组合设计和层间黏结设计入手,初步探讨了泡沫沥青就地冷再生结构组合设计内容,旨在为类似工程设计提供参考。

泡沫沥青冷再生混合料空隙分布特征研究

文章采用CT扫描技术和数字图像处理技术获取泡沫沥青冷再生混合料细观空隙特征,分析空隙特征沿试件高度方向的分布规律,提出基于“级配”理论的空隙尺寸分布Weibull双参数模型。结果表明:随着细集料比例增加,再生料试件内部空隙率逐渐降低,空隙数量逐渐减少。同时,Weibull分布函数模型中的“尺度参数”λ减小,“形状参数”k增大,即空隙分布更均匀。试验结果可为泡沫沥青冷再生混合料空隙演化规律研究提供一定参考。

全深式泡沫沥青冷再生环境及经济效益定量分析

全深式泡沫沥青冷再生技术能够实现废旧路面材料的全部就地循环利用,近年来在公路养护行业得到广泛应用,但当前尚缺少关于该技术的环境及经济效益定量分析。通过计算不同路面结构层的能耗及有害气体排放量,量化分析了全深式泡沫沥青冷再生技术的环境效益;通过全深式泡沫沥青冷再生技术与传统维修方法的造价对比分析,量化分析了该技术的经济效益。

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。

发泡剂对沥青发泡和混合料水稳定性的影响

提出了掺发泡剂泡沫沥青的微观结构模型,分析了发泡剂在沥青发泡过程中的作用原理.从改善沥青发泡与提高冷再生泡沫沥青混合料的水稳定性角度出发,选择了3种发泡剂(A,B,C),并分别进行了沥青发泡试验和混合料劈裂强度试验.结果表明:A发泡剂(Redicote C-450)对泡沫沥青膨胀率的影响较小,对泡沫沥青半衰期基本无影响;B发泡剂(十六烷基三甲基溴化铵)对泡沫沥青膨胀率和半衰期影响都较大;C发泡剂(仕博阳离子中裂型乳化剂)对泡沫沥青膨胀率基本无影响,但使泡沫沥青半衰期提高了1倍;A,B,C发泡剂均可大大增强混合料的水稳定性;使用先进冷再生设备时,发泡剂的选择应着重考虑其抗剥落性能.

水泥对泡沫沥青冷再生混合料强度影响机理

采用扫描电镜对掺加水泥前后回收沥青路面材料(RAP)、新集料、泡沫沥青胶浆微观形貌的分布特征等进行对比研究,进而采用工业CT的无损检测技术定量揭示了水泥对泡沫沥青冷再生混合料马歇尔试件内部孔隙特征的影响。研究结果表明,泡沫沥青冷再生混合料中水泥水化产物显著改善了集料表面的棱角性,从而增加了沥青与集料的粘附性;水泥水化物与沥青形成的胶浆复合物所构成的空间立体网格结构在混合料中起到"加筋"、填充作用,且显著增强了泡沫沥青胶浆的整体稳定性,从而提高了混合料的强度;水泥水化产物起到次级结合料的同时,还改变了混合料内部孔隙分布特征,增加了微孔隙数量,降低了内部孔隙的平均孔径,从而提高了混合料的水稳定性。

泡沫沥青冷再生基层路面结构力学性能分析

通过ANSYS有限元法对泡沫沥青再生混合料用于不同路面结构的力学特性进行对比分析,得知泡沫沥青再生基层在不同路面结构组合下、在不同养生过程中的应力应变都有所不同.研究得出:泡沫沥青再生基层厚度不宜小于15cm;泡沫沥青再生路面随着时间的推移,路面强度将不断增强;采用复合基层(柔性材料加半刚性材料)能明显增强路面的承载能力.