乳化沥青冷再生混合料级配范围优化的探讨分析

为降低大粒径再生骨料对再生混合料级配的影响,优化其级配范围,提出以矿料级配为设计目标的研究思路。首先,分析了RAP的特性;然后,将RAP分成3档(I、II、III)规格的集料,利用级配敏感度指标量化燃烧前后RAP级配的差异;最后,利用统计分析法,基于13个粗粒式再生混合料工程级配及其矿料级配的对比分析,提出了考虑再生骨料特征的级配范围优化区间。研究表明:I、II、III档规格的RAP中,第III档级配敏感度最大,即大粒径再生骨料集中在粒径大于9.5 mm的RAP中;基于再生混合料工程级配和矿料级配范围包络线的量化数据,同一筛孔对应的通过率最大值与最小值之差最大在10%左右;若将粗粒式再生混合料工程级配控制在AC-20中值与下限之间的包络线范围之内,则再生混合料真实的矿料级配基本可控制在AC-20中值与上限之间的包络线范围之内。

养生条件对冷再生混合料性能的影响研究

以乳化沥青混合料为研究对象,分析了养生时间、温度对混合料含水率(质量分数)、空隙率、劈裂强度的影响,比对了一次压实和二次压实的效果,推荐在满足养生温度不低于60℃的条件下,养生时间不低于24 h,为提升冷再生混合料的施工效率,保证混合料的综合性能提供基础数据支撑。

乳化沥青粒度表征及与早期强度相关性

为精确表征乳化沥青粒度大小及其分布特征,研究粒度与早期强度的相关性,该研究基于激光粒度仪的测试结果,分析剪切时间、皂液pH、稳定剂掺量、乳化剂和乳化设备对粒度的影响;基于黏聚力试验结果,评价乳化沥青粒度与混合料早期强度的相关性。结果表明,平均粒径D50和粗端粒径D90对粒度演化表征结果基本一致,且单波峰分布形态优于双波峰和无波峰类;随剪切时间的延长,粒度呈现先减小后增大的趋势;皂液pH小于2.0时对粒度影响较小;稳定剂掺量大于0.3%时会改变乳化沥青胶团离子双电层的电势特征;乳化剂的乳化能力对粒径的影响程度大于乳化剂用量;乳化设备影响程度依赖于乳化剂的乳化能力;与存储稳定性相比,粒度与混合料早期强度相关性更好,相关系数为0.96。这是因为粒径越小,乳液体系中沥青颗粒的比表面积越大,破乳后沥青更容易在乳化剂电荷作用下聚结而形成强度。

纤维掺加工艺对冷再生混合料性能的影响

通过变换纤维的掺加顺序,设定了4种工艺,研究纤维掺加工艺对冷再生混合料低温、高温和水稳性能的影响;通过扫描电子显微技术,观测了不同工艺纤维混合料试样的微观结构,揭示了其微观机理。结果表明:工艺3的综合路用性能指标最优。与工艺1相比,其低温断裂能指标提升60%,劈裂强度提升11%,水稳性能提升18.9%。原因在于,工艺2拌和环境中湿度较小,纤维分散阻力较大;工艺4中,拌和环境中湿度过大,纤维容易出现结团现象,更加难以分散;工艺3中可获得最佳的湿度条件,纤维的分散效果最佳。微观分析发现,工艺2、4中存在纤维聚团或扎堆现象,而工艺3中在沥青与集料的界面处可观察到相互搭接的桥接式结构,在纤维混合料受力时传递和分散应力效果较好,可弥补RAP中界面黏附力不足的弱点。