高RAP掺量的热再生沥青混合料设计及性能研究

目前在厂拌热再生技术中废旧沥青混合料(RAP)掺量普遍在20%左右,得到的再生料沥青混合料能够具有较好的性能,但是RAP的利用率相对较低。在研究中将RAP掺量提高到60%和70%,通过添加再生剂和新沥青,进行合理的再生沥青混合料设计并通过合理的再生手段使再生沥青混合料的性能能够达到热拌沥青混合料的标准。     

再生剂对热再生混合料性能影响研究

采用两种再生剂,对不同RAP掺量下再生沥青性能、再生混合料性能进行了研究。结果表明:再生剂、新沥青均可软化旧沥青,旧沥青老化严重时,应一起使用;LAS试验更适用于评价沥青疲劳性能;MIST试验适用于评价再生混合料抗水损害性能;再生剂对混合料性能影响与RAP掺量有关,旧沥青混合料老化严重时,RAP掺量应不大于15%。     

沥青混合料再生技术研究进展

再生沥青混合料由于能够实现资源的循环利用,具有节能减排的突出优势,成为目前公路领域的研究热点。由于回收沥青路面(RAP)具有较高的黏度和刚度,其在沥青路面中大量使用会导致路面结构出现疲劳破坏、低温开裂等早期病害,从而影响沥青路面的耐久性。为了克服这一问题,通常使用再生剂将老化沥青的性能恢复到与原始沥青相似的状态。再生剂通过组分调合机理和高分子溶液相容性机理可以恢复老化沥青的流变特性,改善再生沥青混合料的路用性能,从而实现RAP料大规模使用,提高经济效益和生态效益。研究综述了沥青路面的再生机理,对再生剂的种类和研究进展进行了概况,对含有不同掺量RAP料的再生沥青混合料的路用性能进行了总结,探究了再生剂对高RAP掺量的沥青混合料性能的影响规律,最后对再生沥青混合料的发展进行了展望。     

再生SBS沥青混合料的力学性能试验研究

采用新SBS改性沥青和再生剂对不同掺量(质量分数)的回收SBS沥青路面材料(RAP)进行再生,在配合比设计的基础上,测试再生SBS沥青混合料的抗压强度、劈裂强度、静态模量、动态模量以及应力控制模式下的间接拉伸疲劳寿命。试验与分析结果表明:随着RAP掺量的增加,再生SBS沥青混合料的劈裂强度、抗压强度以及静态模量均逐渐增大,而应力控制模式下间接拉伸疲劳寿命先增大后减小,疲劳寿命对荷载大小的敏感性总体上呈逐渐增大趋势;动态模量随加载频率的增加或温度的降低逐渐增大,温度较高时,不同RAP掺量再生SBS沥青混合料动态模量对加载频率的敏感性趋于一致,加载频率越高,再生SBS沥青混合料动态模量对温度的敏感性越大。     

再生SBS沥青混合料的性能提升措施

采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、应力控制模式下的间接拉伸疲劳试验,在分析RAP掺量(质量分数)对再生SBS沥青混合料各项性能影响的基础上,探究了高RAP掺量(60%)再生SBS沥青混合料的性能提升措施,此外,还通过旋转压实成型试验,研究了两种性能提升措施对再生SBS沥青混合料压实性能的影响。     

热再生沥青混合料的路用性能试验研究

通过室内试验在旧料掺量为30%下对不同RAP、不同混合料类型的再生沥青混合料进行路用性能评价。试验结果表明:热再生沥青混合料的高温性能优于新沥青混合料,其水损害抵抗能力和低温性能主要受沥青混合料类型和旧料等因素的影响,当旧沥青针入度大于30 1/10mm,旧料掺量为30%时,其再生料的水稳定性和低温性能与全新料相差不大。在旧沥青老化程度相差不大的情况下,旧料矿料的最大粒径小,沥青为SBS改性沥青的再生效果要好,因此RAP的类型和旧沥青性质对再生料的性能起到关键性作用,所以在实际的热再生沥青混合料的生产中对RAP质量的控制有其必要性。     

RAP精细分离效果评价及其再生沥青混合料性能研究

采用精细分离技术对沥青混合料回收料(RAP)进行处理,可减小RAP的变异性,提高再生沥青混合料的路用性能。通过对不同工艺处理的精细分离RAP试验,分析了精细分离RAP的矿料级配、沥青含量变化规律及变异性。采用精细分离RAP制备再生沥青混合料,研究分析了精细分离工艺对再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明：未经过精细分离的RAP,矿料级配、沥青含量变异性较大;精细分离后的RAP,矿料级配、沥青含量的变异性明显减小,提升了RAP的稳定性;精细分离工艺有利于提升再生沥青混合料的路用性能,尤其是动稳定性和最大弯拉应变;精细分离有利于提高RAP在再生沥青混合料中的掺量,保证再生沥青混合料的质量,提升RAP在沥青路面中再生利用水平。     

基于三大指标的废旧沥青再生技术研究

为了确定旧沥青混合料能否使用新沥青作为再生剂进行再生,建立了以新沥青掺入量为y,沥青含量为自变量x的函数关系式,结果表明旧沥青老化严重且掺入量远大于15%,因此不适合用新沥青再生。选用RA25再生剂对旧沥青进行再生,并且得出了以沥青的针入度yl、软化点y2、延伸度y3关于再生剂掺入量x的线性回归函数,以90号沥青的针入度、软化点、延伸度.的标准指标为边界条件,得出了RA25再生剂的最佳掺入量为17%,经试验验证再生剂掺入量为17%的再生沥青的三大指标均能达到90号沥青的标准。     

高掺量温拌再生沥青混合料设计及性能研究

厂拌热再生作为当前应用最为广泛的沥青路面再生技术,RAP掺加比例普遍较低。将温拌技术和再生技术相结合,对基于温拌的高掺量厂拌热再生混合料的配合比设计以及混合料的性能进行研究,并指导实体工程施工。结果表明,温拌剂Evotherm可提高老化沥青的性能,40%RAP+Evotherm再生混合料Sup-20的路用性能均符合技术要求,且表现出更好的高温抗车辙变形能力。高掺量温拌再生技术在S325省道的成功应用,为类似工程提供借鉴和参考。     

再生剂对老化沥青的性能影响

为了考察再生剂对老化沥青的再生效果,从再生剂的软化能力、再生沥青的抗变形能力和抗老化能力三个方面进行试验。选择两种不同类型的再生剂A和B的不同添加量对老化沥青进行再生,测定再生沥青的针入度、软化点、延度和黏度,并对再生剂、老化沥青和再生沥青进行了组分分析。以针入度指标确定了两种再生剂的适宜添加比例,通过黏韧性试验和薄膜烘箱试验对再生沥青的抗变形能力和抗老化能力进行了分析。结果表明,芳香分含量高、黏度小的再生剂A软化能力强;随再生剂添加量的增大,拉力峰值逐渐减小,韧性逐渐增大,再生沥青的抗变形能力减弱,变形能力增强;再生剂A、B的适宜添加量分别为2%、6%。     

沥青再生剂的再生效果与扩散性能研究

考察了4种沥青再生剂对老化50A道路沥青和从沈大高速公路路面回收的旧SBS改性沥青的再生效果,采用老化沥青静态再生针人度试验研究了4种沥青再生剂在老化或回收沥青中的扩散性能。结果表明,自制沥青再生剂对老化50A沥青具有较好再生效果,适宜加入量[m（再生剂）／m（老化沥青）]为10％;自制沥青再生剂和进口沥青再生剂A对回收SBS改性沥青均具有较好再生效果,适宜加入量为5％;可用再生剂在老化沥青中扩散3～4h时的针入度评价再生剂的扩散效果。     

回收沥青混合料掺量对再生沥青混合料性能的影响

研究了回收沥青混合料(RAP)掺量(0%、30%、50%、70%和100%)对热拌沥青混合料最佳油石比、马氏稳定度、抗车辙性能、抗水害性能和抗裂性能的影响。结果表明,RAP降低了新沥青用量,同时RAP在一定掺量下(50%以内),显著提高沥青混合料的马氏稳定度和高温稳定性,并对抗水害和常温抗裂性能基本无负面影响,但是当RAP掺量超过50%后,沥青混合料的高温稳定性、抗水害和抗裂性能大大降低,同时值得注意的是RAP的加入在一定程度上降低了沥青混合料的低温抗裂性能,因此建议RAP的掺量不宜超过50%,并采取一定措施提升混合料的低温抗裂性能。     

泡沫温拌再生沥青混合料路用性能研究

基于泡沫沥青温拌技术,研究再生沥青混合料路用性能。通过马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验和疲劳试验等对比分析不同RAP料掺量比例下的泡沫温拌再生沥青混合料的路用性能,最终推荐一种RAP料掺量下的泡沫温拌热再生沥青混合料,并应用于实际工程。经室内外试验和工程实践结果表明:泡沫温拌再生沥青混合料的各项路用性能都能满足规范要求,能达到与普通热拌沥青混合料相近的路用性能指标,同时还兼备了良好的经济性,是值得推广的一种路用材料。     

泡沫温拌再生沥青混合料路用性能研究

基于泡沫沥青温拌技术,研究再生沥青混合料路用性能。通过马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验和疲劳试验等对比分析不同RAP料掺量比例下的泡沫温拌再生沥青混合料的路用性能,最终推荐一种RAP料掺量下的泡沫温拌热再生沥青混合料,并应用于实际工程。经室内外试验和工程实践结果表明:泡沫温拌再生沥青混合料的各项路用性能都能满足规范要求,能达到与普通热拌沥青混合料相近的路用性能指标,同时还兼备了良好的经济性,是值得推广的一种路用材料。     

生物再生剂再生效率研究

基于沥青老化及再生原理,分别将用生物沥青制备的生物再生剂及市售再生剂(A、B)按5%和10%(质量百分比)的比例添加到短期及长期老化沥青中,对老化沥青进行再生。通过针入度、软化点、延度和旋转黏度试验,测试三种再生沥青的基本性能,比较不同再生沥青的基本性能,通过比较了解生物再生剂的再生效率,为后续制备可再生高效再生剂研究提供试验基础与方向。     

废旧沥青再生剂的实验研究

 根据现代胶体化学的经典理论(DLVO)，研究了沥青的老化机理及废旧沥青的再生机理；根据增溶分散机理、稀释调和机理及蜡晶分散机理对再生剂进行了设计；考察了再生剂各组分对废旧沥青性能的影响及复合再生剂对废旧沥青的再生性能。结果表明，复合再生剂各组分间具有协同效应，复合再生剂对废旧沥青感温性能和高温性能的恢复优于传统的矿物油，3%～5%(质量分数)的加入量会使废旧沥青性能恢复较好。     

厂拌热再生沥青混合料路用性能的试验研究

采用高速公路铣刨的1日料（RAP）,通过再生设备的破碎筛分分档,研究在不同旧料掺配比例下采用国产A级70号沥青和国产A级70号沥青加再生剂两种情况下再生沥青混合料的路用性能。试验结果表明,在合适的旧料掺配比例下,再生沥青混合料有很好的路用性能,能达到新鲜沥青混合料的技术指标,再生荆的加入能有效改善再生沥青混合料的水稳定性和低温抗裂性能。     

影响催化裂化提升管再生烧焦过程的主要因素及其分析

根据作者所建立的催化裂化提升管再生器的数学模型,模拟计算了催化剂循环速率、循环比、操作气速、空气温度、待生剂温度及待生剂上碳含量等因素对再生过程的影响,为进一步优化和改善再生器的设计和操作提供了依据。     

催化裂化提升管再生器多段烧焦及其模拟计算

在作者所建立的催化裂化提升管再生器数学模型的基础上，首次提出了再生器采用多段进气强化烧焦的构想。模拟计算结果表明，采用多段进气的再生方式，通过调节各段进气量和催化剂循环比，在待生剂碳含量为０．８－１．２ｗ％的范围内，其再生效果可满足工业要求（再生器出口温度低于７３０℃，再生剂含碳量低于０．１ｗ％），从而对提升管再生器这一新技术在工业上取得成功的可能性进行了全面的论证，为一项重大的工业试验提出了新的     

烧焦罐再生器的数值模拟

流化催化裂化装置是炼油厂中重质油轻质化的重要工艺装置,其中再生器对催化剂烧焦再生、维持反应-再生系统热量平衡、压力平衡都具有重要作用。近年来随着原油逐渐重质化、掺渣比逐渐增大等因素,再生器内由于烧焦不完全产生的CO从密相床层溢出至稀相导致尾燃的问题频繁发生,严重限制了装置的掺渣能力。采用MP-PIC(Multiphase Particle-in-cell)方法对烧焦罐再生器进行深入探究,考察待生剂焦炭含量、操作压力、主风流量、入口氧气含量以及催化剂循环比等对于烧焦反应规律及尾燃趋势的影响。研究结果表明：稀相尾燃的发生主要是因为烧焦罐内烧焦速率低、气相停留时间短。当装置掺渣比增加时,待生剂焦炭含量增加,再生器烧焦负荷增大,虽然高温加速了CO氧化,但再生剂焦炭含量升高;高压有利于降低表观气速,延长气相停留时间,有利于降低尾燃风险;增加主风流量虽然可以提高再生器内平均O₂含量,但缩短了气相停留时间,CO燃烧不充分,尾燃风险增加;富氧再生可以明显提高烧焦罐内反应速率并改善整体温度分布,有利于降低尾燃风险,最佳入口O₂体积分数为26%;当催化剂循环比大...