冷再生泡沫沥青混合料水稳定性研究分析

通过控制新集料掺加比例、泡沫沥青用量、水泥剂量、集料温度和抗剥落剂等,研究各因素对冷再生泡沫沥青混合料的路用性能和水稳定的影响,并揭示其微观机理.结果表明,旧料利用率、泡沫沥青用量、水泥剂量和抗剥落剂宜分别控制在50%～75%、 2.5%～3.0%、 1.0%～1.5%和0.5%左右.此外,适当提高集料温度,有助于提高泡沫沥青分散均匀性,从而提升冷再生泡沫沥青混合料的水稳定性.泡沫沥青用量和水泥剂量是冷再生泡沫沥青混合料水稳定的关键因素.尽量使泡沫沥青分散均匀,避免产生结团现象,是保证冷再生泡沫沥青混合料水稳定性的基础,进一步通过水泥补强作用,可获得良好的水稳定性.     

掺加抗剥落剂沥青混合料的路用性能研究

对未掺加抗剥落剂、掺加消石灰和掺加某液体抗剥落剂的沥青混合料,分别进行了浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、动稳定度试验和低温弯曲试验,分析其水稳定性能、高温性能和低温性能。试验结果表明：掺加消石灰沥青混合料的路用性能优于未掺加抗剥落剂和掺加某液体抗剥落剂的沥青混合料,说明掺加消石灰是提高和改善沥青混合料水稳定性能的最佳措施。     

抗剥落剂对沥青及沥青混合料耐久性影响

为了研究添加抗剥落剂对沥青混合料的耐久性影响,对添加抗剥落剂的沥青测试其老化后三大指标,并测试添加抗剥落剂沥青混合料的老化后的水稳定性、高低温稳定性,分析抗剥落剂对沥青及沥青混合料的性能影响。结果表明:随着长期老化时间增加,掺加抗剥落剂的沥青性能衰减较未掺加抗剥落剂的明显;而且抗剥落剂掺量越大,这种衰减越明显;不同抗剥落剂掺量下沥青老化属于一级反应,随着抗剥落剂掺量的增加,沥青老化反应速率常数呈现增大趋势;沥青混合料未老化时,随着抗剥落剂掺量增加,其水稳定性和低温性能呈现出先增加后降低的趋势,高温稳定性呈现降低趋势;经过短期老化和长期老化后,混合料的水稳定性和低温性能均呈现下降趋势、高温稳定性呈现增大趋势;且长期老化后掺加抗剥落剂的沥青混合料性能影响尤为明显。     

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%.     

泡沫沥青和水泥对冷再生混合料性能的影响机理

为了研究水泥与泡沫沥青两种粘结料对冷再生混合料性能的影响及作用机理,采用力学性能试验、路用性能试验分析了泡沫沥青用量和水泥掺量对冷再生混合料力学特性与路用性能的影响,基于数字图像处理技术、SEM微观图像测试和工业CT无损检测技术,分析了泡沫沥青的分散性状及水泥对泡沫沥青冷再生混合料的强度影响机理。结果表明,增大水泥掺量有助于提高泡沫沥青冷再生混合料的力学性能、高温稳定性与水稳定性,但过多的水泥不利于泡沫沥青冷再生混合料的低温性能,推荐水泥掺量控制为1%~1.8%较为适宜。在3.0%泡沫沥青用量时ITS、UCS、内摩擦角Φ、黏聚力C均达到峰值。泡沫沥青冷再生混合料中的沥青呈独特的“点焊”状分散方式,随泡沫沥青用量增大,试件破坏界面泡沫沥青所占的面积（FFAC）增大,FFAC与ITS两者之间有良好的二次函数关系。水泥水化后形成的加筋结构增大了空隙级配中小于0.1 mm3微孔的数量,减小了冷再生混合料的平均空隙直径,水泥水化后形成的状加筋嵌挤结构具有抑制冻融作用下冷再生混合料内部空隙增大的作用,并且维持空隙级配的稳定。     

抗剥落剂对沥青混合料水稳定性影响的试验方法与指标研究

为了合理地评价抗剥落剂对含盐高湿环境下沥青混合料水稳定性的影响,文章以抗剥落剂PA-1、AMR和TJ-066为研究对象,通过沥青与集料的黏附性试验确定抗剥落剂的最佳掺量,在不同温度下对掺有抗剥落剂的沥青混合料进行浸水汉堡车辙试验,并讨论了浸水汉堡车辙试验的试验条件和评价指标。结果表明:在含盐高湿环境中抗剥落剂P、A、T的最佳掺量略大于淡水环境,分别为沥青用量的0.4%、0.5%和0.5%;采用50℃时浸水汉堡车辙试验可以很好地评价不同抗剥落剂对沥青混合料水稳定性的影响。针对浸水汉堡车辙试验评价指标的不足,提出车辙深度变化率指标;掺有抗剥落剂A的沥青混合料车辙深度变化率最小,剥落次数最大,建议含盐高湿地区采用抗剥落剂A来提高沥青路面的水稳定性。     

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.     

新型胺类抗剥落剂抗高温性能研究

胺类抗剥落剂可以很好地提升沥青与酸性集料间的粘附性,但常因高温环境下失活,限制了其使用,为此研发了一种新型胺类抗剥落剂,研究了不同抗剥落剂掺量下沥青老化前后的各项路用性能。结果表明：该胺类抗剥落剂能有效提升沥青与酸性集料间粘附性,在经170℃高温老化后依然表现出良好的活性,能显著提高沥青混合料的水稳定性,并对混合料的高低温性能有一定的改善效果,最终确定最佳掺量为0.4%。     

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。     

冻融循环作用下泡沫和乳化沥青冷再生混合料损伤特性与细观机理

为了揭示冻融循环作用下泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料的疲劳损伤规律,设计了冻融循环试验方案,基于劈裂强试验、无侧限抗压强度试验、贯入剪切试验研究冻融循环作用对泡沫/乳化沥青冷再生混合料力学性能的劣化影响,以工业CT无损检测技术为研究平台,研究冻融循环作用对泡沫/乳化沥青冷再生混合料微细观空隙级配、空隙直径的影响规律。结果表明,冻融循环作用显著降低了泡沫/乳化沥青冷再生混合料的力学性能,总体上,泡沫沥青与乳化沥青冷再生混合料表现出了基本相同的力学性能,乳化沥青比泡沫沥青冷再生混合料有更好的抗损害性能。随着冻融循环次数增加,泡沫/乳化沥青冷再生混合料的平均空隙直径和最大空隙直径增大,大空隙数目增加,小空隙比例和空隙数目减小,随着平均空隙直径增大,泡沫/乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、贯入剪切强度均呈指数函数关系减小。冻融循环作用下,泡沫/乳化沥青冷再生混合料内部微空隙数目减少、平均空隙直径增大是其力学性能衰减的主要原因之一。     

用水泥路面碎石化后回收粒料再生的冷拌沥青混合料的性能

采用乳化沥青作为结合料,将回收水泥路面碎石化后破碎的粒料再生成冷拌沥青混合料。首先,通过马歇尔稳定度试验和劈裂强度试验确定再生混合料的最佳乳化沥青用量;然后,分别通过车辙试验和冻融劈裂试验评价了再生混合料的高温稳定性和水稳定性。结果表明,用回收水泥路面碎石化后破碎的粒料再生成的冷拌沥青混合料具有较高的力学强度,优良的高温性能和水稳定性,满足JTG F41—2008《公路沥青路面再生技术规范》要求。     

泡沫沥青二次冷再生混合料不同稳定剂的应用

分别采用泡沫沥青与水泥作为稳定剂对泡沫沥青冷再生路面进行二次冷再生试验研究.研究表明,以泡沫沥青作稳定剂进行二次冷再生混合料设计形成的泡沫沥青二次冷再生混合料,其抗拉性能、水稳性能与二次冷再生混合料中细料含量有关;高温稳定性能与铣刨料用量、铣刨料中沥青老化程度以及二次冷再生混合料中细料含量有关.以水泥作稳定剂进行二次冷再生混合料设计,采用7d无侧限抗压强度能够很好地确定新添加骨料比例,适量的新添加骨料能明显增大二次冷再生混合料的7d无侧限抗压强度.根据室内研究成果,对试验路段进行辅筑,证明两种二次冷再生技术可行,辅筑路段路用性能良好.     

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15 cm;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.     

抗剥离剂对季冻区玄武岩改性沥青混合料微观强度的影响

模拟吉林地区温度条件,试验研究两种新型沥青抗剥离剂在不同状态、不同温度条件下对玄武岩碎石改性沥青混合料微观强度的影响规律,同时准确、客观地评价两种沥青抗剥离剂的工程性能.结果表明:掺入沥青抗剥离剂提高了玄武岩碎石沥青矿料的微观强度.研究结果可以为吉林省及与吉林省具有相同气候条件或工程背景的玄武岩碎石沥青路面设计、施工提供理论依据.     

沥青混合料中掺加定量抗车辙剂后的路用性能研究

为了更好的解决沥青路面特有的车辙损坏这一难题,通过对特定抗车辙剂在沥青混合料中掺加后的路用性能进行了室内试验研究。结果表明：在油石比确定的情况下,改性沥青混合料的高温稳定性在一定范围内与抗车辙剂掺量成正相关,而对于水稳定性和低温抗裂性能则无可确定的单一相关趋势,但在油石比为4.9%情况下,对AC-13C型沥青混合料掺入0.4%的抗车辙剂可有效提高改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性以及低温抗裂性能。可见该研究为沥青路面车辙损坏的预防又提供一种新的配比方案,但应充分考虑实际工程情况和经济原则后确定抗车辙剂的最优掺量。     

RAP掺量对热再生沥青混合料性能影响分析

为了确定热再生沥青混合料合理的旧沥青路面材料(RAP)掺量,依托浙江省102省道杭昱线(临安段)旧沥青路面厂拌热再生利用试验路,通过大量室内试验,进行了不同RAP掺量的热再生沥青混合料AC-20C的目标配合比设计和路用性能分析.研究结果表明,旧沥青中掺加5%的再生剂和70%的新沥青,再生后的调和沥青可以达到A-70#目标沥青的性能要求;随着RAP掺量的增加,热再生沥青混合料的总最佳油石比和新料最佳油石比线性增加,而新沥青用量线性减少;RAP掺量在20%~40%之间时,热再生沥青混合料的各项路用性能均满足规范的技术要求,且随着RAP掺量的增加,热再生混合料的高温稳定性呈指数关系增强,低温抗裂性、抗渗性和抗滑性呈线性减弱,水稳定性在RAP掺量为30%时达到最大.为此,按30%RAP掺量铺筑了试验路,经通车两年考验,取得了优良的应用效果.