掺不同温拌剂沥青混合料的动态模量及疲劳特性

应用简单性能试验机(SPT)分别对掺不同温拌剂(Leadcap,Sasobit和ZQ-WB3温拌剂)沥青混合料及热拌沥青混合料在不同温度和加载频率时的动态模量、相位角进行测定与研究,并通过四点疲劳试验(应变控制模式)分析掺不同温拌剂沥青混合料的疲劳寿命.结果表明:随着温度降低或加载频率升高,掺不同温拌剂沥青混合料的动态模量增大;温度为37℃或54℃时,掺Leadcap或Sasobit温拌剂沥青混合料相位角出现峰值时的加载频率较掺ZQ-WB3温拌剂沥青混合料小;温拌剂对沥青混合料疲劳寿命有很大影响,掺ZQ-WB3温拌剂沥青混合料平均疲劳寿命最短,掺Leadcap温拌剂沥青混合料平均疲劳寿命最长.     

温拌改性再生剂对AC-13废旧普通沥青混合料的性能影响评价

利用自主研发的温拌改性再生剂对不同废旧普通沥青混合料(RAP)掺量的AC-13进行了温拌、改性与再生,并对再生沥青混合料进行了路用性能评价。结果表明,随着RAP掺量的增加,温拌改性再生沥青混合料的高温性能提高,但其低温性能、水稳定性和疲劳性能均下降;当RAP掺量为30%时,温拌改性再生沥青混合料的各项路用性能与SBS改性沥青混合料基本相当;当RAP掺量为45%时,温拌改性再生沥青混合料各项性能仍能符合JTG F40—2004的要求。     

泡沫温拌再生沥青混合料性能试验研究

为了控制废旧沥青回收料(RAP)级配及沥青含量的变异性,保障泡沫温拌再生沥青混合料的性能,将RAP料"分档"处理,并研究了RAP掺量对泡沫温拌再生沥青混合料高温性能、劈裂强度及短期抗水损害能力的影响。结果表明:RAP"分档"处理有利于降低RAP级配及沥青含量的变异性;随着RAP掺量增加,泡沫温拌再生沥青混合料的高温稳定性和劈裂强度提高;当RAP掺量为30%～50%时,泡沫温拌再生沥青混合料的短期抗水损害能力高于热拌沥青混合料,随着RAP掺量的增加,泡沫温拌再生沥青混合料的冻融劈裂强度比(TSR)逐渐减小。     

泡沫温拌再生沥青抗疲劳性能

为了研究回收沥青掺量对泡沫温拌再生沥青抗疲劳性能的影响,采用三大指标试验、动态剪切流变试验和扫描电镜试验,测试了不同回收沥青掺量下的泡沫温拌再生沥青抗疲劳性能的变化。试验结果表明:随着回收沥青掺量的增加,泡沫温拌再生沥青的疲劳因子和极限疲劳温度值逐渐增大,疲劳寿命值不断减小,抗疲劳性能不断变差;当回收沥青掺量大于等于60%(质量分数)时,泡沫温拌再生沥青的抗疲劳能力显著变差。回收沥青使泡沫温拌再生沥青的表面由光滑细腻逐渐变为清晰的褶皱,刚性增强。     

厂拌热再生沥青混合料力学性能试验研究

检测了回收沥青路面材料(RAP)中沥青含量与矿料合成级配,通过马歇尔试验确定了厂拌热再生沥青混合料AC-20最佳沥青用量及配合比,并通过车辙试验与冻融劈裂试验加以验证;采用MTS-810材料测试系统测试了该混合料15,20℃时不同RAP质量分数的抗压回弹模量,采用马歇尔试验仪测试了该混合料15℃不同RAP质量分数的劈裂强度,采用多功能材料试验系统(UTM)对该混合料进行了小梁弯曲疲劳试验.结果表明:随着RAP质量分数的增加,厂拌热再生沥青混合料抗压回弹模量、劈裂强度均有所提高,疲劳方程截距和斜率减小,抗疲劳性能下降;在进行厂拌热再生沥青路面的结构设计时,推荐该混合料在15,20℃的抗压回弹模量分别为1 850～2 250,1 250～1 550MPa,15℃的劈裂强度为2.0～2.6MPa;利用幂函数修正后的疲劳方程,可计算混合料不同RAP质量分数的容许拉应变.     

RAP掺量对温拌再生沥青混合料路用性能的影响

为了评价RAP（Reclaimed Asphalt Pavement）对再生沥青混合料路用性能的影响,选取了2种不同来源的RAP,对其进行了性能评价后,并以不同的掺量（0%、20%、30%和45%）分别添加在不同类型的热拌及温拌再生沥青混合料（AC-13F和SMA-13）中,进行高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验。根据试验结果分别评价了热拌及温拌再生沥青混合料的高温性能、低温性能以及水稳定性能,分析了不同类型RAP及其掺量对热拌及温拌再生沥青混合料路用性能的影响规律,确定了RAP在热拌及温拌再生沥青混合料中的最佳掺量。     

回收料掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响

通过室内试验研究了回收沥青混合料(RAP)掺量(质量分数)对Evotherm温拌再生沥青混合料高温稳定性、低温性能、水稳定性及疲劳性能的影响.结果表明:采用Evotherm温拌技术可将RAP掺量提高到50%;温拌再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温性能均随RAP掺量的增加先升后降,且在RAP掺量为30%~40%时出现峰值;疲劳性能随RAP掺量的增加逐渐降低,且应变水平越高降低幅度越大;温拌再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性较热拌再生沥青混合料差,疲劳性能优于热拌再生沥青混合料;在相同RAP掺量下,温拌再生沥青混合料与热拌再生沥青混合料的低温性能相当.     

AC-20型改性泡沫沥青混合料配合比研究及应用

结合某高速公路工程项目,研究了AC-20型改性泡沫沥青混合料配合比。通过测定沥青发泡的物理指标确定沥青最佳发泡条件。采用逐级填充法进行矿料级配设计,并进行马歇尔试验确定最佳油石比。在相同体积参数下进行温拌与热拌沥青混合料的路用性能对比试验研究。将设计的配合比应用在对比试验路段的中面层,研究了泡沫沥青混合料的施工压实性能,并进行经济效益与环境效益分析。分析结果表明:AC-20型改性泡沫沥青混合料能够在较低的生产温度下成型,具有更强的高温抗车辙性能,其水稳定性、低温抗裂性、渗水性能、施工压实度与常规热拌改性沥青混合料的基本一致。     

特立尼达湖沥青与木质素纤维复合改性热再生混合料性能研究

将特立尼达湖沥青(TLA)与木质素纤维进行复配,通过马歇尔试验、冻融劈裂强度比、动稳定度、低温弯曲应变、梯形悬臂梁疲劳试验和浸水APA试验评价特立尼达湖沥青(TLA)与木质素纤维复合改性热再生混合料的路用性能和耐久性。结果表明,掺加TLA与木质素纤维可实现二者对热再生混合料高温性能改善效果的非线性叠加作用;掺加6%木质素纤维与10%～30%TLA复合改性剂时,热再生混合料的浸水马歇尔残留稳定度与冻融劈裂强度比均大于90%;TLA与木质素纤维复合改性热再生混合料的劲度模量和悬臂梁疲劳寿命满足高模量沥青混合料技术要求,增大TLA掺量能显著改善高温、浸水使用环境下热再生混合料的耐久性。     

RAP掺量对泡沫温拌沥青混合料水稳定性能的影响

为研究RAP材料掺量对泡沫温拌沥青混合料水稳定性能的影响,采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,对泡沫温拌再生沥青混合料的水稳定性能进行了评价,结果表明:浸水马歇尔试验的残留稳定度与冻融劈裂强度比与RAP材料掺量之间存在较好的相关关系,随着RAP材料掺量的增加呈现减小的趋势。     

矿物发泡温拌再生沥青混合料性能研究

通过设计不同RAP掺量的矿物发泡温拌再生沥青混合料,对再生沥青混合料的降温效果、老化性能以及路用性能进行试验研究。研究结果表明:在达到相同的压实效果前提下,矿物发泡温拌再生沥青混合料能够降低压实温度20℃;随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温性能逐步提高,水稳定性能降低,低温抗裂性能降低,老化后水稳定性能也逐步衰减。     

沥青发泡特性的优化

为了优化沥青的发泡性能,采用5种表面活性剂及2种添加方式、6种发泡用水量及2种发泡水温进行沥青发泡试验,并进行不同发泡特性泡沫沥青拌制的泡沫沥青混合料的性能试验.结果表明:添加表面活性剂可以明显提高泡沫沥青半衰期,但不能有效改善泡沫沥青膨胀率;采用在沥青中添加阳离子表面活性剂、提高发泡用水量和发泡温度等综合技术措施,可以同时改善泡沫沥青的膨胀率和半衰期;泡沫沥青发泡效果对泡沫沥青混合料的劈裂强度、干湿劈裂强度比、冻融劈裂强度比和弯曲应变没有明显影响,但是对混合料疲劳寿命有较为显著的影响,良好的沥青发泡效果有利于混合料的长期性能.     

厂拌热再生沥青混合料力学性能及应用研究

通过室内试验测定了沥青路面回收料(RAP)中回收沥青的性能和集料级配;通过规划求解及马歇尔试验确定了AC-13型和AC-16型再生沥青混合料的配合比及新添沥青用量,并通过车辙试验、冻融劈裂试验和小梁低温弯曲破坏试验对其力学性能进行了评价;测试了AC-16型再生沥青混合料不同温度、不同RAP掺量(质量分数)、老化前后及添加再生剂前后的劈裂强度和抗压回弹模量,并采用万能材料试验机UTM对该混合料进行了间接拉伸疲劳试验.结果表明:随着RAP掺量的提高,再生沥青混合料的动稳定度增大,单次冻融循环残留强度比略微增加,多次冻融循环残留强度比快速衰减,低温抗裂性变差;抗压回弹模量呈线性递增,劈裂强度在不同参数下表现出不同的规律,而疲劳寿命及其对应力的敏感度均呈下降趋势.最后,结合试验路段对上述试验结果进行了验证.     

泡沫沥青温拌混合料的施工和易性

采用等体积设计法进行泡沫沥青温拌AC-13混合料的配合比设计,确定其最佳击实成型温度为120℃,拌和温度为130℃。为定量评价泡沫沥青温拌混合料的施工和易性,采用和易性试验仪测定泡沫沥青温拌和普通热拌AC-13混合料的拌和阻力,试验结果表明泡沫沥青温拌混合料在130℃时与普通热拌沥青混合料在160℃时的施工和易性相当,说明其具有良好的施工操作性能。     

温拌剂对彩色沥青及其混合料性能的影响

为了分析温拌剂对彩色沥青结合料及其混合料性能的影响,首先在彩色沥青中添加不同掺量的温拌剂,测试其针入度、软化点、延度以及黏度,通过分析不同性能指标随温拌剂掺量的变化趋势,推荐了适宜的温拌剂掺量;然后采用该温拌剂掺量拌制彩色沥青混合料,并分析其高温性能、低温性能和水稳定性。试验结果表明:在彩色沥青中添加温拌剂,可以增大其60℃的动力黏度,减小其135℃的布氏黏度,从而提高彩色沥青的高温性能,并且改善彩色沥青的施工和易性;推荐3%作为彩色沥青温拌剂的最佳掺量,在该掺量条件下彩色沥青混合料的低温性能和水稳定性有所降低,但是高温性能却得到了显著改善。     

温拌再生沥青混合料的路用性能评价

采用Sasobit和Evotherm两种温拌剂制备温拌再生沥青混合料,废旧沥青混合料的掺量分别为0%、20%、40%和60%。通过室内试验评价了温拌剂种类及废旧沥青混合料掺量对混合料路用性能的影响。结果表明:随着废旧料掺量的增加,Sasobit温拌再生沥青混合料的低温性能和水稳定性逐渐下降,Evotherm温拌再生混合料则表现为先增大后减小,两类温拌再生混合料的高温稳定性均逐渐增强;同一废旧料掺量下,Sasobit温拌再生沥青混合料的高温稳定性优于Evotherm温拌再生混合料,而低温性能和水稳定性则比Evotherm温拌再生混合料差;温拌再生沥青混合料技术中废旧沥青混合料的掺量可达40%以上。     

热拌及温拌再生SMA沥青混合料疲劳性能分析

设计了RAP质量分数分别为0%,20%,30%的6种热拌及温拌再生SMA沥青混合料,并对其进行四点梁弯曲疲劳试验,采用耗散能法分析了RAP掺量、拌和方式对热拌及温拌再生SMA沥青混合料疲劳性能的影响.结果表明:热拌及温拌再生SMA沥青混合料的疲劳寿命与累积耗散能的关系不会随RAP掺量、拌和方式的变化而变化,疲劳寿命与累积耗散能在双对数坐标下,均表现出良好的线性关系.同时,还发现了热拌及温拌再生SMA沥青混合料的累积耗散能与RAP掺量、拌和方式之间的变化规律.     

温拌再生沥青混合料性能试验

按照热拌再生设计方法配制了废旧沥青混合料（RAP）掺量分别为20%,30%和45%（质量分数）的AC 13F热拌再生沥青混合料.在此基础上,采用干拌法和湿拌法两种制备工艺分别配制温拌再生沥青混合料.利用车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲和弯曲蠕变试验来评价热拌及温拌再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能和水稳定性能.结果表明：温拌再生沥青混合料除高温性能优于热拌再生沥青混合料外,其低温抗裂性能和水稳定性能均低于热拌再生沥青混合料;随着RAP掺量的增加,热拌及温拌再生沥青混合料的路用性能除高温性能有所提高外,低温抗裂性能和水稳定性能均有不同程度的降低;制备工艺对温拌再生沥青混合料的性能有一定程度的影响.     

基于表面活性剂的温拌SMA混合料性能

介绍了基于表面活性剂的温拌沥青混合料生产工艺.试验结果表明:浓缩液法温拌沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料可比相应的热拌沥青混合料降低拌和温度约30~40℃;进一步测试温拌沥青混合料的马歇尔稳定度、流值、浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂、谢伦堡析漏、肯塔堡飞散以及车辙动稳定度等现行规范所列的试验项目后发现:不论是否改性,浓缩液法温拌SMA混合料都可达到相应热拌沥青混合料的性能,并且满足现行规范要求.另外,室内试验表明,浓缩液法改性温拌SMA-13混合料的疲劳寿命要比相应的热拌沥青混合料有所提高.     

温拌胶粉改性沥青混合料疲劳性能

为研究250μm(60目)胶粉、混合目胶粉及表面活性剂型温拌剂的掺入对沥青混合料疲劳性能的影响,进行了小梁四点弯曲疲劳试验,同时结合能耗理论对试验数据进行分析,得到耗散能相对变化率（RDEC）,并以此作为评价标准对沥青混合料的疲劳损伤3阶段进行了验证.结果表明：不论是何种改性剂或是否掺入温拌剂,沥青混合料达到疲劳破坏时的累积耗散能Wf与疲劳寿命Nf在双对数坐标下均呈良好的线性关系,且此线性关系不受试验条件影响;文中4种沥青混合料均呈现出Wf随应变水平增加而减小的规律,且各沥青混合料随着应变水平的增加,其Nf之差、Wf之差不断减小;用2种胶粉改性剂制得的沥青混合料中,混合目胶粉改性沥青混合料的疲劳性能更优;同种沥青混合料掺入温拌剂后,其疲劳性能均得以提高;RDEC指标验证了现行规范中将50%初始劲度模量所对应的加载次数作为沥青混合料的疲劳寿命时,仅经历了疲劳破坏的前2个阶段,并未完全发挥出沥青混合料的路用性能.