钢渣OGFC-13型排水沥青混合料的配合比设计及性能研究

以钢渣为粗集料、石灰岩为细集料、矿粉为填料、SBS改性沥青为结合料配制OGFC-13型开级配钢渣排水沥青混合料,其配合比为m((13.2~19)mm钢渣)∶m((9.5~13.2)mm钢渣)∶m((4.75~9.5)mm钢渣)∶m((0~4.75)mm石灰岩)∶m(矿粉)=13∶28∶45∶13∶1,最佳油石比为4.5%,聚脂纤维用量为0.3%。该沥青混合料的钢渣用量高达86%,且不用提高改性沥青和纤维用量,有利于钢渣的综合利用,节约道路建设成本。通过马歇尔稳定度、冻融劈裂强度和车辙试验得出,该沥青混合料的马歇尔稳定度为9.8kN,劈裂强度比为89.8%,动稳定度为5753次/mm,均优于技术规范要求。该沥青混合料的渗水系数为37.0mL/s,摩擦系数(BPN值)为70.7,表明其渗水能力很强,抗滑性能优良。     

钢渣AC-10C型改性沥青混合料配合比及性能

以钢渣为粗集料,砂和石屑为细集料,矿粉为填料,SBS(I-D)改性沥青为结合料配制钢渣AC-10C型沥青混合料用于沥青路面层.目标配合比为:w(5~10mm钢渣)∶w(0~5mm石屑)∶w(砂)∶w(矿粉)=61∶24∶10∶5.基于此配合比,调整得到生产配合比为:w(6~11mm钢渣)∶w(3~6mm钢渣)∶w(0~3mm钢渣)∶w(矿粉)=50∶16∶30∶4.经马歇尔试验、高温车辙实验、冻融劈裂试验,得知按生产配合比配制的沥青混合料的马歇尔稳定度为10.98kN,动稳定度为3 071次/mm,冻融劈裂强度比为88.7%;该混合料路面抗滑性能较传统路面好,各项技术指标均符合沥青路面施工技术规范要求.     

纤维对乳化沥青冷再生混合料路用性能影响

采用与施工现场压实效果相关性更好的垂直振动试验方法,研究了纤维掺量以及纤维类型对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响.结果表明:随着纤维掺量的增加,冷再生混合料动稳定度、弯拉应变、冻融劈裂强度等各项路用性能指标均先增大后减小.此外,与不掺加纤维冷再生混合料相比,试验选用的4种纤维对混合料水稳定性影响效果总体上均不明显;掺加木质素纤维的冷再生混合料高温稳定性能最好,动稳定度可提高79%,其最佳掺量为0.4%;掺加聚酯纤维的冷再生混合料低温抗裂性能最好,弯拉应变可提高19%,其最佳掺量为0.6%.     

辉绿岩橡胶沥青混合料路用性能研究与应用

将辉绿岩粗集料用于城市主干道下面层AR-AC16路面,并进行集料性能实验、集料与结合料黏附性实验及橡胶沥青混合料路用性能实验。结果发现:除黏附等级不满足规范要求外,辉绿岩其他物理力学指标优良,采用水泥替代矿粉并掺加抗剥落剂后,辉绿岩橡胶沥青混合料表现出优良的路用性能,其中残留稳定度超过90%,比未掺加前提高40%以上,AR-AC16动稳定度高达4 700,冻融劈裂强度比有明显提高,低温小梁实验结果亦满足规范要求。辉绿岩粗集料可用于高等级沥青路面中下面层。     

干法TPCB改性沥青AC-13混合料制备参数

为确定干法TPCB改性沥青AC-13混合料的制备参数,研究TPCB掺量、拌合时间、拌合温度和矿料加热温度对动稳定度和冻融劈裂强度比的影响规律,通过直观分析、方差分析和多因素相互作用分析方法,确定干法TPCB改性沥青混合料制备参数,检验干法TPCB改性沥青混合料室内性能.研究结果表明:TPCB掺量对动稳定度和冻融劈裂强度的影响最大;室内制备程序将加热温度为170~180 ℃的粗细集料和10%TPCB置于拌合机干拌15 s,然后加入160 ℃基质沥青湿拌90 s,最后加入加热的矿粉拌和90 s,拌合温度为170~180 ℃;干法TPCB改性沥青AC-13混合料具有良好的高温性能与水稳定性能.     

响应面法优化大比例厂拌热再生混合料参数

为对大比例厂拌热再生沥青混合料的工艺参数进行优化设计,选取再生料(reclaimed asphalt pavement, RAP)掺量,再生料预热温度,以及再生剂掺量为试验变量,选取动稳定度,低温小梁弯曲最大弯拉应变,以及冻融劈裂强度比为响应变量。使用Design-Expert软件中的Box-Behnken响应面优化设计方法,进行三因素三水平优化设计。其中,动稳定度,最大弯拉应变和冻融劈裂强度比分别作为混合料高温稳定性,低温抗裂性和水稳定性的衡量指标。再生料掺量选取20%～40%,再生料预热温度选取100～140℃,再生剂掺量选取6%～10%,响应变量均以最大值为优进行优化设计。结果表明：再生料掺量对于3个响应变量都有显著影响,而再生料预热温度和再生剂掺量对动稳定度和低温小梁弯曲最大弯拉应变有较大影响,对冻融劈裂强度比影响较小。优化得到最优解的再生料掺量为25.69%,再生料预热温度为131.59℃,再生剂掺量为8.29%。此时动稳定度为3 224.35次/mm,最大弯拉应变为2 870.37με,冻融劈裂强度比为89.230 1%。且使用优化后的工艺参数进行试验,得到的结果与预测结果...     

红色石灰岩沥青混合料组成设计与应用

为了研究细集料材质对红色石灰岩沥青混合料的AC-25,AC-20组成设计及性能的影响，选择密实型粗颗粒断级配，通过车辙试验检验其高温稳定性，采用多次冻融循环劈裂试验检验其水稳定性，利用不同温度下的黏聚力和内摩擦角评价其力学性能，并进行工程验证。结果表明：3.7%油石比下，相比石灰岩石屑，红色精品机制砂基质沥青混合料AC-25动稳定度相对提高了28.2%,冻融劈裂抗拉强度比相应更高；4.4%油石比下，相比黑色精品机制砂，红色精品机制砂SBS改性沥青混合料动稳定度相对提高了17.0%,冻融劈裂抗拉强度比也相应更高；不同温度下红色精品机制砂沥青混合料AC-25,AC-20黏聚力和内摩擦角试验结果相对增大；中、下面层红色精品机制砂沥青路面密实、抗变形能力强。红色石灰岩沥青混合料AC-25,AC-20应采用精品机制砂做细集料。     

基于正交试验-贝雷法的冷再生混合料配合比设计优化及性能评价

针对铣刨料抽提前后级配差异性,基于修正马歇尔法配合比设计,提出正交试验-贝雷法的冷再生料配合比优化方法;通过ABAQUS建立路面温度场分析冷再生层的工作温度;采用半圆弯曲、低温弯曲试验对不同水泥掺量、不同级配的冷再生混合料低温性能进行研究;从能量角度分析断裂能与应变能密度指标与现行规范指标的相关性及对不同水泥掺量、级配的敏感性,提出再生混合料低温性能评价指标;通过冻融劈裂及40℃和60℃轮辙试验分析了混合料的水稳定性及高温稳定性.结果表明:采用正交试验-贝雷法对配合比优化后干、湿劈裂强度分别提高了34.5％、30.3％;通过温度场分析,确定再生层工作温度范围为-20～40℃;配合比优化后混合料低温性能、水稳定性及高温稳定性分别提高8.6％、7％、20％～30％;分别确定了冷再生混合料低温性能、水稳定性及高温性能评价指标为低温应变能密度、冻融劈裂强度比及40℃动稳定度,并确定了对应指标值.因此,通过配合比优化可以较大程度地提升冷再生混合料的性能,以应变能密度及40℃动稳定度能够更准确评价冷再生混合料的路用性能.     

RAP掺量对反应型冷拌再生沥青混合料性能的影响

为了确定反应型冷拌再生沥青混合料合理的沥青路面回收材料(RAP)掺量,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、小梁弯曲试验研究不同RAP掺量对再生沥青混合料最佳沥青用量、马歇尔稳定度、水稳定性、高温稳定性以及低温抗裂性的影响。试验结果表明:随着RAP掺量增加,最佳沥青用量降低,稳定度下降,高温稳定性增强,水稳定性和低温抗裂性减弱。RAP最佳掺量为40%,对应的最佳沥青用量、初始稳定度(2 h)及成型稳定度(12 h)分别为4.2%、4.37 kN和9.57 kN,浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比能达到83.3%和76.1%,动稳定度为3 771次/mm,最大弯拉应变为2 406.94με。     

RAP对乳化沥青冷再生混合料级配设计的影响研究

冷再生混合料与传统的热拌沥青混合料(HMA)在级配设计中的不同是由于RAP的掺入对混合料的影响,特别是RAP在回收过程中的高变异性对混合料级配的影响。通过对比分析采用RAP的原样筛分和抽提筛分级配曲线添加一定比例新集料进行级配设计,然后采用贝雷法的级配设计理论,基于粗集料骨架嵌挤,细集料逐级填充的设计思路进行级配检验,在满足[CA]、[FAc]、[FAf]3个参数的要求后,反算贝雷法设计密度,分析了RAP的掺入对贝雷法设计密度及3参数的影响,同时依据混合料的低温劈裂强度、冻融劈裂强度、动稳定度和间接拉伸疲劳寿命来评价两种级配混合料的性能,最后给出合理的贝雷法设计密度及应按照RAP的抽提筛分级配曲线来调整混合料的合成级配。     

生活垃圾焚烧炉渣沥青混合料的耐久性能

采用马歇尔试验方法设计掺加不同质量、不同粒径范围生活垃圾焚烧炉渣集料(BAA)的炉渣沥青混合料,分析BAA对马歇尔试验参数及路用性能的影响,并采用冻融循环劈裂试验、老化试验和疲劳试验研究混合料的耐久性能.研究表明:随着BAA质量分数增加,AC-20、SMA-13的设计沥青掺量、稳定度及流值提高,高温稳定性降低,但水稳定性能与低温抗裂性能的变化规律则不同;BAA替代天然集料的质量分数分别为10%的AC-20和10%~15%的SMA-13经3次冻融循环后,其劈裂强度、冻融劈裂强度比均提高,但老化后冻融劈裂强度比降低幅度较高;AC-20中BAA替代天然集料的质量分数为20%、SMA-13中为5%~10%时可降低老化对低温抗裂性能的不利影响,混合料疲劳寿命较高.综合试验结果,AC-20、SMA-13中BAA替代天然集料的质量分数均宜在10%左右.     

欧洲岩沥青改性沥青混合料使用性能试验研究

为研究欧洲岩沥青改性沥青混合料的使用性能,制备了最大掺量达20%的欧洲岩沥青改性沥青,进行了AC-20C不同掺量改性沥青混合料的配合比设计,根据各掺量最佳油石比制作试件并进行了混合料使用性能试验.根据试验结果分析了不同掺量改性沥青混合料的动稳定度、马歇尔稳定度、流值、马歇尔模数、浸水残留稳定度、冻融劈裂残留强度比、弯曲破坏应变、15℃和20℃抗压回弹模量和15℃劈裂强度等技术参数.试验结果表明,随着欧洲岩沥青掺量的增加,改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性逐渐得到提高,刚度和强度逐渐增大.随着欧洲岩沥青掺量的增加,改性沥青混合料的低温抗裂性先提高至一峰值后略有回落.考虑综合性能,推荐的欧洲岩沥青最佳掺量为10%~20%.     

垂直振动成型冷再生混合料疲劳特性研究

为深入研究乳化沥青冷再生混合料的疲劳特性,采用更符合混合料现场压实工况的垂直振动法成型圆柱体试件.研究了RAP掺量、成型方法及浸水环境对冷再生混合料疲劳特性的影响,应用Weibull分布建立冷再生混合料疲劳方程,并借助扫描电镜揭示了冷再生的疲劳抗裂机理.结果表明:新集料掺量对冷再生混合料疲劳性能有显著影响,疲劳性能随新集料掺量的增加呈抛物线变化趋势,当新集料掺量为20%时抗疲劳性能最优;垂直振动法设计冷再生混合料在应力作用下的抗疲劳性能及对应力变化敏感性优于马歇尔法;与未浸水试件相比,不同应力水平下浸水试件的疲劳寿命均缩短,对应力变化更加敏感;水泥-乳化沥青胶浆相互渗透胶结,并将集料紧密黏结,形成较致密的网状结构,有效改善胶浆与集料的界面协调变形,延缓裂缝发展.     

温拌再生沥青混合料的温度控制方法及路用性能

为解决温拌再生沥青混合料(WMRA)设计与施工过程中的温度控制问题,提出了掺入Sasobit的WMRA的拌和与成型温度、新集料加热温度的确定方法,对WMRA和热拌再生沥青混合料(HMRA)进行Marshall试验、浸水车辙试验、低温弯曲试验和水稳定性试验,对比分析WMRA和HMRA的空隙率(VV)和路用性能。研究结果表明:提出的方法能够准确计算WMRA的拌和温度、成型温度和新集料加热温度;当再生利用废旧沥青路面材料(RAP)掺配比例较小且降低13℃成型时,WMRA与HMRA具有接近的空隙率,说明Sasobit的降温幅度约为13℃,能提高RAP的掺配比例近10.3%;与HMRA相比,WMRA具有更优的高温稳定性,具有相近的低温弯曲应变、残留稳定度和冻融劈裂强度比;WMRA和HMRA高温稳定性和低温抗弯拉强度均随着RAP比例的提高而增加,而低温弯曲应变、残留稳定度和冻融劈裂强度比均随着RAP比例的提高而降低。     

水泥乳化沥青混合料性能试验

对不同乳化沥青用量和水泥掺量的水泥乳化沥青混合料进行了试验研究,通过测试不同乳化沥青用量和水泥掺量时混合料的间接拉伸强度、抗压强度、静态回弹模量以及冻融劈裂强度比、浸水残留稳定度、动稳定度、最大弯拉应变、飞散损失率等指标,得到了乳化沥青用量和水泥掺量变化对混合料强度和路用性能的影响规律。研究结果表明:乳化沥青用量和水泥掺量对混合料的强度及路用性能影响显著,掺加水泥后混合料的抗压强度、高温性能和水稳定性显著提高,其中残留稳定度提高约20%,抗压强度提高35%,动稳定度成倍增长,但混合料的低温弯拉应变降低约12%;水泥乳化沥青混合料中,水泥掺量为3%、乳化沥青用量为8%时,混合料的强度和路用性能相对较好。     

掺轻质油分再生剂冷再生沥青混合料设计

目前冷再生技术对于旧混合料的利用仅限于作为"黑色集料"使用,通过在冷再生沥青混合料中添加轻质油分再生剂,实现对旧沥青混合料中老化沥青性能恢复和再利用无疑是对旧沥青混合料的最优化利用。通过试验研究轻质油分再生剂掺量、闷料时间以及轻质油分再生剂比例构成三因素对冷再生沥青混合料性能影响。试验结果表明:轻质油分再生剂的最佳掺量为0.75%,闷料时间为0 min对冷再生沥青混合料强度最佳,轻质油分与再生剂复配比例为7∶3最优。对路用性能分析得出,按最佳再生剂设计方案添加轻质油分再生剂,冷再生沥青混合料水稳定性和低温性能明显改善,但动稳定度略有降低。     

掺轻质油分再生剂冷再生沥青混合料设计研究

目前冷再生技术对于旧混合料的利用仅限于作为"黑色集料"使用,通过在冷再生沥青混合料中添加轻质油分再生剂,实现对旧沥青混合料中老化沥青性能恢复和再利用无疑是对旧沥青混合料的最优化利用。通过试验研究轻质油分再生剂掺量、闷料时间以及轻质油分再生剂比例构成三因素对冷再生沥青混合料性能影响。试验结果表明:轻质油分再生剂的最佳掺量为0.75%,闷料时间为0 min对冷再生沥青混合料强度最佳,轻质油分与再生剂复配比例为7∶3最优。对路用性能分析得出,按最佳再生剂设计方案添加轻质油分再生剂,冷再生沥青混合料水稳定性和低温性能明显改善,但动稳定度略有降低。     

乳化沥青厂拌冷再生基层配合比设计方法研究

文章依托京台高速蚌埠至合肥段改善工程,充分利用原有路面沥青铣刨料,对乳化沥青冷再生基层配合比设计方法进行研究。采用旋转压实仪代替常规马歇尔击实仪进行设计,从合成级配设计、乳化沥青配伍性试拌、最佳液体含量试验、最佳乳化沥青掺量试验得出的初步配合比,再进行空隙率、40℃马歇尔稳定度、15℃劈裂强度、40℃浸水马歇尔稳定度比、25℃冻融劈裂强度比和60℃动稳定度试验验证,结果表明,在该配合比下的乳化沥青冷再生混合料能够完全满足基层的使用性能要求。     

不同处治方法下酸性闪长岩沥青混合料长期水稳性能室内试验

为研究不同处治方法下酸性闪长岩沥青混合料的长期水稳定性,针对广西浦北至北流高速公路沿线酸性闪长岩集料,用水泥替代矿粉、消石灰水浸泡集料和抗剥落剂改性沥青等处治方法改善酸性闪长岩与沥青的粘附性.获得3种处治方法的最佳掺量和最佳油石比后,通过冻融劈裂试验和反复冻融烘劈裂试验,评价酸性闪长岩沥青混合料的短期和长期水稳定性.结果表明:3种处治方法的酸性闪长岩沥青混合料短期水稳定性良好;消石灰水浸泡集料和水泥替代矿粉处治方法的10次冻融烘劈裂强度比分别为91%,89%,长期水稳定性较好;抗剥落剂改性沥青处治方法受湿热老化的影响,10次冻融烘劈裂强度比仅为80%,长期水稳定性较差.     

抗滑表层沥青混合料GAC-13组成及性能分析

为研究细集料材质、规格对抗滑表层沥青混合料GAC-13组成设计及性能的影响,采用马歇尔法分别确定黑色石灰岩精品机制砂、白色石灰岩普通机制砂、辉绿岩石屑的GAC-13最佳油石比,并检验其路用性能、抗滑性能与力学性能。按设计空隙率4.2%、最佳油石比下GAC-13的辉绿岩石屑、白色石灰岩普通机制砂、黑色石灰岩精品机制砂的用量分别为30%、25%、23%,动稳定度相应为2 053 次/mm、2 326 次/mm、2 416 次/mm,冻融劈裂抗拉强度比为78.6%、95.4%、90.4%,构造深度为0.75 mm、0.93 mm、0.99 mm。相对辉绿岩石屑沥青混合料,白色石灰岩普通机制砂、黑色石灰岩精品机制砂沥青混合料高温稳定性提高13.3%、17.6%,相比白色石灰岩普通机制砂,辉绿岩石屑、黑色石灰岩精品机制砂沥青混合料冻融劈裂抗拉强度比降低17.6%、5.2%;40 ℃、50 ℃时黑色石灰岩精品机制砂GAC-13的内摩擦角最大。试验结果表明,抗滑表层GAC-13的细集料组成设计宜优选精品机制砂。