不同RAP掺量SMA再生沥青混合料性能试验分析

为了对比不同RAP掺量的厂拌热再生SMA沥青混合料路用性能,首先分析再生剂掺量对回收沥青针入度、软化点以及延度的影响,并以40%RAP掺量为代表,通过调试新料的矿料级配和油石比,完成再生沥青混合料的配合比设计。然后与SMA沥青混合料进行对比,选取30%、40%、50%3个RAP掺量,分析不同RAP掺量的再生沥青混合料路用性能。研究结果表明:再生剂用量过大导致老化SBS改性沥青的软化点大幅衰减,以软化点减小幅度不超过10℃为基准,确定再生剂掺量为3%;在50%的RAP掺量条件下,SMA再生沥青混合料的各项路用性能指标均有所下降,适宜的RAP掺量范围为30%~40%。

以废机油和废润滑脂为再生剂的SMA再生沥青混合料性能研究

采用废机油(WEO)和废润滑脂(WG)作为再生剂,选用RAP的掺量(按骨料的重量分)为10%、20%、30%和40%,对应的再生剂的用量分别为沥青重量的0%、3%、6%和9%。考虑了28种SMA混合料组合,并对成型的试件进行性能试验,分析RAP含量、再生剂类型和用量三个自变量对高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性的影响。试验结果表明,掺加废机油(WEO)和废润滑脂(WG)均能提高再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性,但WEO和WG对于低温抗裂性能的提升较小。比较WEO和WG的提升效果可以发现,WEO的总体表现优于WG。总体来看,掺加30%RAP加6%WEO的SMA混合料表现最优异。

乳化沥青冷再生混合料强度特征与失效断裂演变机制研究进展

“双碳”背景下,将乳化沥青冷再生混合料作为冷拌路面材料已受到道路工程界的广泛关注.针对乳化沥青冷再生混合料设计与应用中关键技术问题的研究进展进行了综述,系统地汇总了乳化沥青冷再生混合料在施工控制、强度发展机理和损伤行为特征3个方面的研究成果.混合料制备工艺方面,总结了目前国内外乳化沥青冷再生混合料生产工艺的相关技术,阐述了乳化沥青冷再生混合料的材料特性、拌和工艺、成型方式和养生条件等对其施工和易性的影响;混合料强度发展机理方面,阐明了乳化沥青冷再生混合料在不同影响因素下的微观结构特征,凝练了材料强度形成过程中的内部界面行为;混合料断裂失效行为特征方面,归纳了研究断裂行为和断裂机理的理论方法和实验手段,探讨了乳化沥青冷再生混合料的断裂机制与疲劳特性.研究表明:构建全面的材料组成特性认知体系,利用多尺度手段揭示乳化沥青冷再生混合料强度形成机理,实时动态感知混合料疲劳损伤过程的阶段性演化规律,将对改善乳化沥青冷再生混合料的力学性能和延长冷再生路面的使用寿命具有重要意义.

冷再生沥青混合料配合比设计及路用性能研究

本文旨在提高冷再生沥青混合料的路用性能,针对冷再生沥青混合料配合比设计进行了系统分析和试验验证,在分析冷再生沥青混合料主要原材料性能特性的基础上,以最佳含水率、乳化沥青用量及外掺水泥为控制因素,确定了冷再生沥青混合料最优配合比,并通过车辙试验和冻融劈裂试验对混合料的高温稳定性和水稳定性进行评估。研究结果表明,混合料在高温稳定性试验中的动稳定度为5727次/mm,冻融劈裂试验抗拉强度比为80.0%,均满足标准要求。

废食用油再生沥青及沥青混合料的路用性能研究

为了恢复老化沥青的性能,促进RAP的高质量再生利用。文章以废食用油补充老化沥青中的轻质组分,对老化沥青进行再生,系统研究废食用油掺量对再生沥青基本路用性能的影响规律,确定适宜的掺量,并通过试验研究废食用油再生沥青混合料的路用性能。试验结果表明:再生沥青的针入度和延度随着废食用油掺量的增大而增大,软化点和黏度随着废食用油掺量的增大而减小,废食用油的最佳掺量约为10%。当RAP掺量不超过50%时,废食用油再生沥青混合料的各项路用性能符合规范要求。

某公路沥青热拌再生沥青混合料力学性能研究

力学性能是路面再生沥青混合料的主要关注点。纤维掺入可以进一步再生沥青混合料的力学性能。但由于竹纤维具有比强度和模量高、可再生性和低成本等独特特性,会进一步降低沥青路面的使用寿命及力学性能。因此,提出在公路路面纤维再生沥青混合料中,加入固废焦化硫膏改性纤维再生沥青混合料。试验结果表明,随着沥青胶结料与集料的质量比的增加,再生沥青混合料的马歇尔稳定度开始时有所上升,随后逐渐下降。沥青胶结料与集料的质量比为4.5%的混合料的马歇尔稳定度值最高。改性后的再生沥青混合料损伤变形最大值为0.21 mm,最小值为0.19 mm,较无改性分别下降13.64%、12.5%,进一步表明,利用焦化硫膏可以提高再生沥青混合料的低温劈裂效果。

精细化分离再生集料在SMA-13混合料中的应用研究

在“双碳”背景下,公路养护产生的废旧沥青混合料(Recycled Asphalt Pavement,RAP)处理成为焦点。精细化油石分离技术通过高效分离老化沥青与集料,优化旧料分档,显著提升了RAP掺配比例与利用率,促进了交通绿色转型。首先,探讨精细化分离工艺,预估RAP细料老化沥青性能,评估其最大掺量。其次,对比精细化分离与常规破碎筛分的SMA-13混合料,设计最优配合比与沥青用量。最后,通过路用性能评价,验证精细化分离SMA-13在高温、低温、水稳及疲劳性能上的优越性,为绿色养护提供技术支撑。

厂拌热再生排水沥青混合料在公路施工中的应用

依托实际工程,采用3种级配制备厂拌热再生排水混合料的制备,对3种混合料的高温抗车辙性能、水稳定性能、低温抗裂性能以及其渗水性能进行研究,并对施工现场摊铺碾压后路面的路面性能进行检测。研究结果表明,矿料掺配比为32∶27∶36∶4的厂拌热再生排水混合料具备优良的路用性能,且压实度、平整度、构造深度、渗水系数以及摩擦系数等路面性能指标均能满足公路工程施工要求。

不同掺量RAP精分料厂拌热再生SMA-13沥青混合料配合比设计及验证

为了验证高掺量沥青混合料回收料(RAP)精分料应用于道路上面层的可行性,采用分层铣刨方式,将原SMA-13沥青混合料路面铣刨料单独存储,利用二代精细分离设备,将RAP精分为满足工程需要的档位集料,进行30%、40%、50%RAP精分料厂拌热再生SMA-13沥青混合料配合比设计,通过车辙试验、两点小梁弯曲试验、冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验检验其高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。结果发现:不同RAP掺量的再生沥青混合料最佳综合油石比不变;随着RAP掺量增加,所需新沥青量逐渐减少,混合料稳定度和低温抗裂性逐渐变小,流值、肯塔堡飞散损失和高温稳定性逐渐变大;50%RAP精分料掺量下再生SMA-13沥青混合料路用性能满足规范指标要求。

基于路用性能的热再生沥青混合料RAP掺量研究

为解决沥青路面热再生技术中RAP掺量受限,提高沥青混合料再生利用效益,对热再生沥青混合料的RAP掺量开展了研究。首先,从试验材料的性能测试着手,严格控制试验材料的质量,对7种不同RAP掺量下再生沥青混合料进行详细的配合比设计;然后通过高温车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁低温弯曲试验和间接拉伸疲劳试验,综合测试不同RAP掺量下AC-20型再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和疲劳耐久性等4类路用性能;最后,采用灰色关联度分析方法,确定了RAP掺量与路用性能评价指标之间的关联程度。结果表明:(1)随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温性能逐渐提高,水稳、低温和疲劳性能逐渐下降,并且其高温、低温和水稳性能的评价指标均在30%~40%的RAP掺量范围内加速变化,而疲劳性能的评价指标在40%~50%RAP掺量范围内加速变化;(2)灰色关联度分析显示RAP掺量与再生沥青混合料的动稳定度联系最为紧密,因此其高温性能对RAP掺量变化最为敏感;(3)根据再生沥青混合料路用性能评价指标与RAP掺量的灰色关联度分析结果,并结合路用性能随RAP掺量增加的变化规律以及沥青路面结构层功能,综合确定本批AC-20型再生沥青混合料中RAP合理掺量范围为35%~40%。

基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究

内聚力模型(CZM)在沥青混凝土开裂研究中得到了广泛应用,但采用内聚力模型对再生沥青混凝土断裂的研究还很少。本文采用随机算法和坐标控制法建立包含旧集料和新集料的再生沥青混合料半圆弯拉模型,将模型分为集料同分布模型和集料随机分布模型两类。研究-10℃时不同RAP掺量(0、25%、50%、75%、100%,质量分数)对再生沥青混合料SCB试件应力强度因子K_(IC)、断裂能G_(F)和抗裂指数I_(CR)的影响。研究结果表明:无RAP掺入的SCB试件具有较好的断裂性能;随着RAP掺量增大,应力强度因子K_(IC)、断裂能G_(F)和抗裂指数I_(CR)均减小,表明RAP的掺入会削弱沥青混合料的低温断裂性能;采用有限元模型得到的断裂参数与室内试验结果一致;相比于集料同分布模型,集料随机分布模型各评价指标的变异性系数整体更大,表明集料分布状态对开裂结果有一定影响;当计算样本足够多时,这两类模型获得的抗裂参数变化规律一致,可有效评价再生沥青混合料断裂性能。

温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能研究

为研究再生SBS改性沥青混合料(RAP)掺量和温拌剂种类对温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能的影响,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验分析了在RAP掺量为0,10%,30%,50%,Sasobit温拌剂掺量为3.0%和Evotherm温拌剂掺量为2.0%的温拌SBS改性再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳性能,并通过灰色关联度分析RAP掺量对两种温拌再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明,RAP的掺入可以极大地改善温拌再生沥青混合料的高温性能,但不利于其低温抗裂性能和水稳定性能。不同RAP掺量的沥青混合料对各项路用性能影响程度大小排序均为:水稳定性能<低温抗裂性能<高温稳定性能。在RAP掺量为30%时,掺入Evotherm温拌剂的再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能优于掺入Sasobit温拌剂的再生沥青混合料。

二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

为了量化分析现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响,基于常规力学性能试验、Overlay Tester反射裂缝试验、低应变水平下的四点弯曲疲劳试验,对比分析了现场铺筑上覆热拌沥青混合料前后乳化沥青冷再生芯样与室内马歇尔试样的力学性能差异。量化分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能及耐久性能的增强效果,并基于工业CT无损检测技术,分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料微细观空隙结构的影响规律。结果表明:现行规范推荐的马歇尔二次击实方法并不能很好地模拟现场实际压实状况,现场二次热压实对乳化沥青冷再生混合料力学性能、抗反射裂缝性能和抗疲劳耐久性能均有明显增强作用;现场压实乳化沥青冷再生混合料内部的大空隙数量和等效空隙直径均小于马歇尔击实成型,二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料空隙级配影响显著;现场二次压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能和疲劳性能的改善机理在于二次压实作用增强了乳化沥青冷再生混合料密实度,降低了微细观空隙直径,改善了微细观空隙级配。

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。

再生聚氯乙烯改性SMA-13沥青混合料性能研究

为研究两种再生PVC(废弃塑料包装和废弃塑料水管)对沥青玛蹄脂碎石(SMA)的性能影响,文章设计三种不同掺量(沥青质量比的2%、3%和4%)制备再生聚氯乙烯改性SMA沥青混合料(PVC-SMA),通过静态蠕变试验、动稳定度试验、抗滑试验、冻融劈裂试验和半圆弯曲(SCB)试验,研究PVC-SMA的路用性能。结果表明:两种再生PVC能改善PVC-SMA的水稳定性,而对其抗滑性能有负面影响;再生PVC提高了PVC-SMA的累积应变值、蠕变刚度、动稳定度和应力强度因子,说明PVC改善了PVC-SMA的高温稳定性和低温抗裂性;由PVC-SMA的路用性能结果可知,废弃塑料水管PVC比废弃塑料包装PVC对其性能影响更加显著。

基于热再生沥青混合料的半柔性路面材料性能研究

对热再生沥青混合料半柔性路面材料进行相关性能研究,运用CAVF法设计出具有单一粒径(9.5~13.2 mm)且空隙率为28%的母体混合料,通过沥青析漏和混合料飞散试验确定其母体混合料最佳沥青用量,并试验确定再生剂最佳掺量;最后通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、车辙试验及劈裂疲劳试验等,分析评价不同RAP掺量再生半柔性路面材料性能,结果表明,半柔性路面材料性能优异,虽伴随RAP料掺量的增加,其疲劳性能、高温性能、低温性能及灌浆率有所下降,但都符合现行规范相关要求。控制好RAP料的掺量,热再生沥青混合料半柔性路面材料具有良好的灌浆率、优异的高温稳定性、水稳定性及抗疲劳性能,能够满足道路在重载交通和夏季高温等情况的使用要求。

再生沥青混合料拌和均匀性识别与机理分析

为探究再生沥青混合料(RAP)拌和过程中的均匀性特征变化规律,考虑拌和时间和RAP料老化程度因素,选择二氧化钛粉末作为RAP料示踪剂,在实验室内制备掺有质量分数40%RAP料的再生沥青混合料,并建立均匀性指标评价再生沥青混合料均匀性特征.通过计算机断层扫描技术(CT)获取沥青混合料数字图像,并对图像进行基于Mimics软件的组分识别,最终建立关于组分和结团的均匀性评价体系.结果表明:粗集料分布情况对混合料拌和均匀性的影响最大,其次是沥青和孔隙分布情况;延长搅拌时间有利于提高再生沥青混合料的拌和均匀性,然而拌和过程中形成的新结团又会阻碍拌和均匀性的改善.考虑组分和结团的均匀性评价体系可以有效揭示再生沥青混合料拌和均匀性特征变化规律,为建设高质量再生沥青路面提供参考.

不同RAP掺量下热再生沥青混合料性能衰变规律

本文采用自主研发的全寿命分析仪对沥青混合料分别进行0、4、8、12个月的模拟老化,采用冻融劈裂试验、动态蠕变试验和半圆弯曲试验,研究不同RAP掺量下热再生沥青混合料长期老化后各项性能的衰变规律.结果表明:在12个月模拟老化后,RAP掺量为30%时沥青混合料的流变次数达到最大,RAP掺量的提高使得TSR衰减幅度变大且断裂能下降.50%RAP掺量时再生料TSR衰减幅度比新拌料大7.9%,流变次数和断裂能较新拌料分别减少38.6%和61.7%.长期老化作用下RAP掺量对沥青混合料疲劳寿命衰减的影响不明显,但会降低其应力敏感性.

回收料掺量对热再生沥青混合料路用性能的影响

选取10%、30%、50%三个回收料掺量制备AC-16热再生沥青混合料,通过试验测试其稳定度、动稳定度、最大弯拉应变、冻融劈裂强度比、汉堡车辙剥落点等高温、低温、水稳、抗老化等路用性能,并与相同级配全新混合料路用性能进行对比,分析不同回收料掺量条件下热再生沥青混合料路用性能变化的规律。结果表明,随回收料掺量增加,热再生沥青混合料高温性能逐渐提高,低温性能逐渐降低,水稳性能先提高后降低。在保证良好路用性能的基础上兼顾经济因素和环保效益,推荐热再生沥青混合料回收料最佳掺量为30%左右。

复掺纤维对再生粗集料沥青混合料性能影响的研究

为提高建筑垃圾利用率,改善再生粗集料沥青混合料(RA-AM)的路用性能,研究复掺纤维在沥青混合料中的质量掺量为0.3%,选定木质纤维与玄武岩纤维的质量比分别为0∶1、1∶3、1∶1、3∶1和1∶0,以确定RA-AM中木质纤维(XF)和玄武岩纤维(BF)的最优复掺比例。结果表明:随着木质纤维占比的提高,MS、T、动稳定度、MS 1、MS 0先增加后降低,FL先降低后增加,复掺比例为25%即m(木质纤维):m(玄武岩纤维)=1∶3时MS、T、动稳定度、MS 1、MS 0最大,FL最小,相比纯沥青,此时混合料的MS增加75.55%,FL降低29.38%,T增加148.46%,动稳定度增加57.62%,MS 1增加120.59%,MS 0增加25.66%。因此复掺BF和XF比单掺效果更好,且m(XF)∶m(BF)=1∶3时效果最好。