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.     

水泥掺量对沥青混合料路用性能的影响

本文采用密级配AC-13沥青混合料,通过分析矿粉和水泥在沥青混合料中的作用机理,研究水泥分别以0%,1%,2%,3%,4%的不同比例掺量替代矿粉,通过马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验等对沥青混合料的路用性能进行相关的试验研究,分析水泥代替矿粉后对沥青混合料的高温稳定性和水稳性能的影响。试验结果表明,以一定比例的水泥代替矿粉可以有效的改善沥青混合料的性能,掺入水泥后提高了混合料的水稳定性,高温稳定性以及沥青与矿料的黏附性能。     

纤维掺量对沥青混合料路用性能的影响

随着中国公路交通的迅猛发展,交通量的日益增长,对公路沥青路面建设质量提出了越来越高的要求,纤维沥青混凝土以其各种优点得到广泛的应用.本文对不同纤维掺量的沥青混合料进行了高温稳定性能、水稳定性能及低温抗裂性能试验,试验结果表明,纤维沥青混合料的纤维掺量存在最佳值,当纤维掺量小于最佳掺量时,沥青混合料的路用性能随着纤维掺量的增加而改善,超过最佳掺量后,其路用性能随着纤维掺量的增加而降低.     

基于RAP全掺量下再生温拌沥青混合料路用性能研究

为实现资源的循环利用,降低高温作用对沥青的二次老化,引入N24型再生剂、A型合成蜡类温拌剂对RAP全掺量下再生温拌AC-16C沥青混合料展开研究.通过RAP原材料试验,确定RAP的矿料级配及油石比.在再生剂、温拌剂及再生温拌沥青等原材料研究的基础上制备再生温拌沥青,评价不同再生剂掺量下再生温拌沥青性能的改善情况,同时确定再生剂掺量为4%、温拌剂掺量为3%时沥青混合料的施工温度.通过对再生温拌沥青混合料开展高温抗车辙、抗水损害及低温抗开裂等试验,评价再生剂掺量对再生温拌沥青混合料路用性能的影响.结果表明,RAP中的粗集料发生了细化,但整体矿料级配与原矿料目标级配相当,无需对RAP进行级配调整;再生剂掺量为4%时,再生沥青性可能恢复到原道路石油沥青水平;3%温拌剂的掺入,沥青混合料拌和及压实成型温度分别降低30、40℃;再生剂掺量为4%时,再生温拌沥青混合料整体路用性能最优.     

RAP掺量对热再生沥青混合料水温耐久性能的影响

采用多重冻融循环模拟水温循环作用,对不同旧料(RAP)掺量的热再生沥青混合料的耐久性能进行试验评价,分别进行了0,1和3次冻融循环后的劈裂试验、动态蠕变试验、半圆弯曲试验和间接拉伸疲劳试验.试验结果表明:利用1次冻融循环后的冻融劈裂强度比评价再生沥青混合料的水稳定性能具有一定的局限性;多重冻融循环作用下,与新沥青混合料相比,再生沥青混合料水稳定性的低温性能、高温性能和疲劳性能都有了较大程度的下降,再生沥青混合料在长期水温循环作用下的耐久性能较差,且RAP掺量越高,耐久性能衰退越明显.     

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。     

纳米MHSN掺量的沥青混合料路用性能研究

为进一步提高沥青路面的路用性能,提出将多孔中空二氧化硅纳米颗粒（MHSN）作为沥青烟（VOC）的吸附剂,掺入到沥青混合料中,测定改性沥青的路用性能。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和Brunauer-Emmett-Teller（BET）等测试手段对水热法制备的纳米MHSN进行表征,并测定MHSN改性沥青的流变性能和VOC的排放量。结果表明：MHSN表面的孔径大部分连续分布在0到50 nm之间;MHSN的掺入降低了沥青的针入度和提高了软化点,提高了沥青的复合剪切模量,使沥青的相位角略有减小,可以提高沥青混合料的高温抗车辙性能;MHSN的掺入可以显著降低沥青VOC的总排放量,对沥青VOC中各组分的排放有不同程度的抑制作用。由此可见,纳米MHSN掺量的沥青混合料路用性能表现优越,可用于道路施工中,并且经济效益和社会效益明显。     

不同纤维掺量的沥青混合料路用性能分析

综合考虑不同纤维掺量对沥青混合料路用性能的影响,确定最佳纤维掺量。对不同纤维含量的AC-16Ⅰ型沥青混合料进行配合比设计,并通过系统的室内试验研究对混合料的主要路用性能指标进行综合分析和评价。结果表明,AC-16Ⅰ型沥青混合料最佳纤维掺量为0.3%。其它纤维掺量的AC-16Ⅰ型沥青混合料。     

RAP预处理工艺对再生沥青混合料路用性能的影响研究

首先采用两种RAP预处理工艺破碎筛分RAP,并比较了两种RAP预处理工艺对RAP油石比与变异性的影响,然后利用经这两种RAP预处理工艺处理产生的RAP制备不同RAP掺量的再生沥青混合料,并对再生沥青混合料的路用性能进行了分析.研究结果表明：精细化破碎筛分后,RAP形成“贫油”RAP粗料和“富油”RAP细料;与经常规破碎筛分产生的RAP粗料相比,经精细化破碎筛分产生的RAP粗料的沥青含量和变异性均显著降低;利用经精细化破碎筛分产生的RAP(F-RAP)制备出的再生沥青混合料的低温性能、水稳定性均优于利用经常规破碎筛分产生的RAP(C-RAP)制备出的再生沥青混合料;由于精细化破碎筛分工艺对RAP细料的油石比和变异性的改善效果不佳,因此利用经精细化破碎筛分产生的RAP(F-RAP)制备出的再生沥青混合料的高温性能比利用常规破碎筛分产生的RAP(C-RAP)制备出的再生沥青混合料的高温性能差.     

RAP掺量对半柔性路面路用性能的影响

为了探究再生沥青混合料(RAP)掺量对再生半柔性路面路用性能的影响,以体积法设计基体沥青混合料级配.通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂实验、低温劈裂实验及车辙实验,分析评价不同RAP掺量再生半柔性路面路用性能.结果表明:RAP材料的变异特性、RAP掺量变化等因素使不同路用性能呈现不同变化趋势;当RAP掺量较低时,相关路用性能指标表现良好,当RAP掺量过高时,路用性能明显下降,且劈裂抗拉强度比不满足规范要求;RAP掺量对车辙深度、劈裂抗拉强度和残留稳定度影响较大.     

不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料路用性能分析

为研究不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料的路用性能,本文通过在70#A级基质沥青中掺加不同质量胶粉,利用沥青激光回弹试验、沥青接触角试验分析了沥青PG等级以及沥青胶结料与集料之间的粘附特征,确定了橡胶沥青路面结构上、中、下面层的最佳胶粉掺量(即上面层SMA-13添加30%,中面层AC-20添加40%,下面层AC-25添加50%);通过对不同胶粉掺量橡胶沥青混合料的汉堡车辙试验、低温弯曲抗裂试验及直接剪切试验等力学性能研究得到了：胶粉的掺入可增强沥青胶结料与集料间的内聚力,使沥青混合料的塑性变形能力变强,有效改善了橡胶沥青混合料不同结构层的水稳定性和高温抗车辙能力,提高了橡胶沥青混合料的抗裂性能和抗疲劳性能。结合工程实例,借用三维雷达检测系统,评价了现场橡胶混合料沥青路面结构层摊铺的整体性和材料厚的均匀性等道路内部状况;通过现场路面取芯后CT扫描,获取了现场路面结构的集料-空隙三维空间分布情况,得到了胶粉的加入能促进沥青胶结料与集料间的分子运动,有效改善沥青混合料的孔隙分布情况,使路面内部材料更加均匀分布,充分发挥橡胶沥青路面优良的路用性能。     

泡沫温拌橡胶沥青混合料路用性能

为使温拌技术在橡胶沥青混合料中获得更好的应用,选用沸石作为发泡温拌剂,应用DSR和BBR试验分析不同温拌剂掺量的泡沫温拌橡胶沥青流变性能,并进行泡沫温拌橡胶沥青混合料路用性能研究.结果表明,温拌剂掺量对橡胶沥青流变性能具有显著影响,温拌剂掺量为3%时,泡沫温拌沥青的流变性能表现最佳;温拌剂的添加,降低了泡沫温拌橡胶沥青混合料的拌和及压实温度;泡沫温拌橡胶沥青混合料的路用性能检验各项指标与热拌橡胶沥青混合料的相比,未产生明显差异,并且均能满足《规范》(JTG F40-2004)的技术要求.     

沥青老化对沥青混合料路用性能的影响

为研究沥青老化对沥青混合料路用性能的影响,选用国内常规试验和汉堡车辙试验分别对2种改性沥青混合料进行性能试验,并采用不同的评价指标对沥青混合料性能进行评价.试验结果表明:155℃高温短期老化能够真实的模拟改性沥青混合料拌和、运输、摊铺和碾压等环节实际短期老化的状态,汉堡车辙试验评价指标能够真实的反映短期老化后改性沥青混合料的综合路用性能,可以避免国内普通车辙试验评价短期老化后沥青混合料高温稳定性的局限性.     

增塑剂对沥青混合料路用性能的影响

为了提高沥青混合料的低温性能,借鉴耐寒增塑剂在塑料工业中的成功应用,选用双(2-乙基己基)己二酸酯(DOA)增塑剂,研究其对沥青混合料路用性能的影响规律。通过低温小梁弯曲试验、高温车辙试验和冻融劈裂试验对DOA增塑剂改性沥青混合料低温抗裂性、高温稳定性以及水稳定性能进行评价研究。结果表明,增塑剂对沥青混合料低温柔韧性改善效果显著,对其水稳定性能也有所提高,但高温性能却有所下降。为了同时兼顾沥青混合料的高低温性能,加入抗车辙剂,制备增塑剂/抗车辙剂复合改性沥青混合料,并采用同样的试验方法研究其高温性能与低温性能,试验结果表明,抗车辙剂可以克服增塑剂对沥青混合料高温抗车辙能力不足的影响,且同时保证低温抗裂特性。     

不同钢渣掺量的沥青玛蹄脂碎石混合料路用性能

钢渣作为炼钢产物之一,在我国利用率较低,本研究将钢渣掺入到沥青玛蹄脂碎石混合料中,可提高路用性能又能减轻对天然石料的开采力度。为了确定SMA-13沥青混合料的最佳钢渣掺量,采用等体积法将陈化钢渣替换石灰岩粗集料,制备了5种钢渣掺量的SMA-13沥青混合料,确定了各钢渣掺量的级配组成及最佳沥青用量,通过高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、体积膨胀性等路用性能验证,分析得出最佳钢渣掺量。结果表明：随着钢渣的掺入,混合料的高温稳定性和水稳定性均有增加,超过75%钢渣掺量时开始下降;沥青混合料的低温抗裂性和体积安定性随着钢渣掺入量的增加而下降,但都满足规范要求;钢渣的掺入可以提高混合料的动态模量;通过对以上性能分析,建议SMA-13沥青混合料的钢渣最佳掺量为75%,为将来钢渣在道路工程中更广泛的应用提供参考。     

旧沥青混合料对泡沫沥青冷再生混合料性能的影响

在分析旧沥青混合料(RAP)特性及其在混合料中作用的基础上,研究泡沫沥青冷再生混合料旧沥青老化程度、旧沥青含量以及铣刨料的掺量等对再生混合料性能的影响.研究得出,在同一泡沫沥青用量下,旧沥青老化越严重,其混合料的空隙率越大,劈裂强度和水稳性越差.但旧沥青老化严重的铣刨料,其60℃稳定度相对较高,说明高温性能增强.此外,在某一固定的泡沫沥青用量下,RAP掺量越多,混合料的空隙率越大,高温稳定性、水稳性越差.研究表明:RAP掺量并不是越多越好,如本文研究的泡沫沥青冷再生混合料为使抗拉性能及水稳性满足中等以上交通公路要求,RAP掺量不宜超过77%.为使60℃稳定度满足重交通公路要求,RAP掺量不宜超过70%.     

纤维沥青混合料路用性能

纤维沥青混合料以其优良的技术性能与合理的经济性,受到人们的普遍关注,但目前对其性能研究尚缺乏系统性。从不同纤维的微观特性出发,通过不同级配纤维沥青混合料的车辙试验、低温弯曲和弯曲蠕变试验、小梁疲劳试验和混合料耐水害性能试验,分析了纤维和级配类型对沥青混合料路用性能的影响,并从复合材料角度对纤维的加强和改善作用机理进行了分析。     

Superpave沥青混合料路用性能

通过试验研究，系统分析了Superpave和SMA沥青混合料的路用性能，包括马歇尔稳定度、水稳定性、低温抗裂性、高温稳定度、疲劳耐久性和抗滑性能，并与密级配沥青混凝土进行了对比分析。结果表明，Superpave和SMA沥青混合料具有较好的路用性能，可以改善沥青路面使用品质，延长使用寿命，具有较好的经济和社会效益，是一种性能优良的沥青路面类型。     

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%.