不同外掺剂改善再生沥青混合料路用性能研究

对分别添加玄武岩纤维和高模量剂的再生沥青混合料进行路用性能试验,并与同时添加2种外掺剂的再生沥青混合料进行对比,采用高温车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂以及四点弯曲疲劳等一系列室内试验,分析了其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能。试验数据表明,玄武岩纤维和高模量剂能有效增强再生沥青混合料的高温稳定性和抗疲劳性,但低温抗裂性能提升效果不明显。而将2种外掺剂复掺运用到再生沥青混合料中,其各项性能特别是抗疲劳性和低温抗裂性得到明显提升。2种外掺剂复掺不仅能有效改善再生沥青混合料的路面性能,还能最大限度提升旧沥青混合料的使用数量,在保障工程质量的前提下,旧料掺量最大可达到50%。     

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.     

BRA及BRA复配SBS改性温拌沥青混合料配合比设计与性能评价

为了合理确定温拌布墩岩沥青(BRA)混合料的最佳拌和压实温度,评价BRA及BRA复配SBS改性温拌沥青混合料的路用性能和水温耦合作用下的耐久性。对不同压实温度下的温拌和热拌BRA改性沥青混合料试件的空隙率进行对比分析,并通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及汉堡车辙试验研究了温拌BRA改性沥青混合料的路用性能。结果表明,采用"等空隙率法"确定温拌BRA改性沥青混合料拌和压实温度合理可行;随着BRA掺量增大,BRA和BRA复配SBS温拌改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性显著提高;在高温多雨地区推广应用BRA复配SBS温拌沥青混合料具有较好的技术优越性;实际工程中建议BRA的适宜掺量为20%。     

温拌改性泡沫沥青再生混合料性能研究

以AH70作为基质沥青,选取Hon7686作为温拌改性剂,制备AC-13温拌改性泡沫沥青再生混合料,通过室内沥青发泡试验、劈裂强度试验、动态模量试验和间接拉伸试验分析掺加30%铣刨料的温拌改性泡沫沥青再生混合料路用性能和力学性能,并推导应力疲劳寿命方程和动态模量主曲线方程。研究结果表明,Hon7686温拌改性沥青发泡温度为160℃、发泡用水量为2.5%;随着Hon7686温拌改性剂掺量增加,改性泡沫沥青针入度变小,软化点明显提升,延度明显下降,60℃黏度明显增大,150℃高温黏度略有增加;温拌改性泡沫沥青再生混合料具有良好的路用性能,且随着Hon7686温拌改性剂掺量增加,其高温稳定性、水稳定性及低温性能逐渐增强,但劈裂强度呈下降趋势;建立了AC-13温拌改性泡沫沥青再生混合料应力疲劳方程和动态模量主曲线方程,为温拌改性泡沫沥青再生混合料路面疲劳寿命预估提供参考。     

青川岩沥青与SBR复合改性热再生沥青混合料性能研究

将青川岩沥青应用于SBR改性热再生沥青混合料,以改善热再生沥青混合料的路用性能与耐久性。探讨青川岩沥青掺量对SBR改性热再生沥青混合料路用性能和疲劳性能的影响。结果表明,掺加青川岩沥青能显著改善热再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能与水稳定性,青川岩沥青在6%～10%掺量范围内,与SBR改性沥青复合改性热再生沥青混合料的弯曲应变大于3000με,同时浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比均大于90%;随青川岩沥青掺量增加,SBR改性热再生沥青混合料的高温性能和水稳定性显著提高,最大弯曲应变、断裂能则呈先增大后减小。推荐用于SBR改性热再生沥青混合料的最佳青川岩沥青掺量为8%～10%。     

高模量改性沥青混合料路用性能试验研究

高模量改性剂能显著提高沥青混合料的高温稳定性、油蚀抗剥落性,延长其疲劳寿命,且干拌直投的生产工艺简便,逐渐开始应用于沥青路面。系统试验了不同掺量下高模量改性沥青混合料的路用性能,并与常用SBS改性沥青混合料性能进行对比,在提高高温稳定性为主兼顾低温性能原则下,确定高模量改性剂合理掺量为0. 5%～0. 6%,典型掺量为0. 6%。     

BRA复配纤维改性沥青混合料的技术性能与机理研究

基于改进后的车辙试验、低温弯曲试验、低温预切口SCB试验、四点弯曲疲劳试验,研究了布顿岩沥青(BRA)复合木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维改性沥青混合料的路用性能和耐久性。结果表明,BRA改性沥青混合料具有优良的高温性能和抗疲劳耐久性能;掺加木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维均可一定程度提高BRA改性沥青混合料的弯拉强度,显著增加弯拉应变和破坏应变能,BRA复配纤维改性沥青混合料具有优良的低温抗裂性能;掺加纤维可显著延长BRA改性混合料的疲劳寿命,同时降低了BRA改性沥青混合料的疲劳性能对应变水平的敏感性,聚酯纤维对BRA改性沥青混合料低温性能改善效果最佳,玄武岩纤维对BRA改性沥青混合料高温性能和疲劳性能改善效果最佳。     

BRA改性沥青室内性能评价研究

基于布敦岩沥青(BRA)的改性机理及改性沥青生产工艺,制备了不同掺量的BRA改性沥青。通过室内试验评价BRA改性沥青的路用性能,并与基质沥青及SBS改性沥青进行对比。试验结果表明:BRA的掺加提升了沥青的高温性能、抗车辙变形能力、温度敏感性以及耐久性能;但是降低了沥青的延度,建议采用沥青混合料试验评价BRA改性沥青的低温性能。综合考虑BRA改性沥青的各项路用性能指标,推荐BRA的最佳掺量为20%~30%。     

PE类高模量沥青混合料特性研究

利用聚乙烯（PE）添加剂和聚苯乙烯一丁二烯一聚苯乙烯嵌段共聚物（SBS）掺入到70号石油沥青中,通过搅拌分散等一系列工序制备出聚合物复合改性沥青,动态扫描结果显示该沥青达到高模量沥青指标要求;采用高模量沥青按AC-20型级配制备出高模量沥青混合料,通过动态和静态模量试验、车辙试验和劈裂试验等发现：PE和SBS能够显著提高沥青混合料的动、静态模量,在高温情况下动态模量的提高极为明显,据此提出高模量沥青混合料的特性。这些特性可以验证、评价高模量沥青混合料的质量,为生产高质量的高模量沥青混合料提供技术参考;高模量沥青混合料疲劳性能比SBS沥青混合料的稍差,但强于基质沥青混合料;高模量改性沥青混合料若用于南方高温地区上、中和下面层或北方低温地区的中、下面层,其低温抗裂性能完全能满足要求,可以认为其具有优良的低温抗裂性能。     

大掺量厂拌热再生沥青混合料路用性能研究

采用马歇尔设计方法,对RAP掺量为40%～70%的再生沥青混合料进行配合比设计,测试沥青混合料常规性能与疲劳特性,研究级配、RAP掺量、再生剂对再生沥青混合料路用性能的影响规律。结果表明:掺入再生剂后,RAM的最佳沥青用量降低,再生剂提高了老化沥青利用率。常规性能试验结果显示,RAM的高温性能随RAP掺量的增加而提高,低温性能和水稳定性能下降;掺加再生剂后,RAM的高温性能降低,低温和水稳定性提高。疲劳试验表明,RAM的对数疲劳寿命与RAP掺量和应力水平具有显著相关性,掺加再生剂对疲劳性能有改善作用。     

胶粉/SBS复合改性高模量沥青混合料性能研究

胶粉/SBS复合改性综合了橡胶沥青和SBS改性沥青的优势,能显著改善混合料的高低温性能。采用残留稳定试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、车辙试验、四点弯曲疲劳试验和动态模量试验,分析胶粉/SBS复合改性高模量沥青混合料的路用性能及动态力学特性,并与硬质20#高模量沥青混合料及SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明,胶粉/SBS复合改性高模量沥青混合料的水稳定性、高低温性能、抗疲劳性能及动态模量值更优,且各项指标满足高模量沥青混合料要求。     

温拌再生沥青混合料性能试验

通过将温拌再生沥青同热拌再生沥青混合料进行对比,从低温性能、高温性能、疲劳性能、水稳定性能四个方面进行比对,对利用温拌技术提高再生混合料中RAP比例的可行之处进行讨论。试验表明:就疲劳性能以及低温性能而言,温拌再生沥青混合料胜于热拌再生沥青混合料;但是在水稳定性和高温性能方面,温拌再生沥青混合料和热拌再生沥青混合料性能相比差距不大,同时利用温拌再生技术有助于改善再生混合料中RAP的比例。     

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。     

自制再生剂再生沥青混合料性能研究

将自主研发的沥青再生剂B及国外生产的沥青再生剂A分别加入沥青路面回收料(RAP)掺量为30%的再生沥青混合料中,A和B的掺量均为5%。为了评价两种再生剂对再生沥青混合料性能的影响,本文对比了新拌沥青混合料、5%再生剂A和5%再生剂B再生沥青混合料、无再生剂的再生沥青混合料的水稳定性、高温性能和低温性能及动态模量,结果表明:掺加5%再生剂的再生沥青混合料均较未加再生剂的再生沥青混合料,浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比增加、动稳定度减小、低温破坏应变增加,水稳定性、高温性能、低温性能均向新拌沥青混合料恢复,且再生剂B的再生效果优于再生剂A。     

聚氨酯改性沥青及其混合料性能研究

通过试验研究了聚氨酯沥青胶结料的制备条件,在此基础上制备沥青混合料,研究了沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能及相关的疲劳性能和动态模量。结果表明:聚氨酯对沥青混合料的高温性能、低温性能有极大的改善作用;掺入聚氨酯有助于提高沥青混合料的抗疲劳性能,并且在一定范围内掺量越多效果越明显;但会使沥青混合料的水稳定性降低,需要掺加一定的改性剂才能抵消其负面影响。     

生物油再生剂热再生老化SBS改性沥青及混合料性能研究

基于针入度指标体系试验和路用性能研究了生物油再生剂热再生老化SBS沥青胶结料及其混合料的路用性能,以技术性能接近SBS改性沥青(I-C)为指标,确定了生物油再生剂的最佳掺量。试验结果表明:随着生物油再生剂掺量的增加,再生SBS改性沥青的低温性能和弹性恢复率提高,但高温性能降低;掺加生物油可提高热再生混合料的低温抗裂性能、水稳定性和抗疲劳耐久性,但掺量过多会显著降低热再生混合料的高温抗车辙变形能力。生物油可作为芳烃油再生剂的替代产品,生物油再生剂的适宜掺量为老化SBS改性沥青质量的9%~12%。     

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.     

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。     

硬质沥青与岩沥青改性沥青高模量混合料路用性能对比试验研究

通过针入度、软化点、延度、弗拉斯脆点和沥青旋转薄膜加热(RTFOT)试验对比分析了8%掺量的伊朗岩沥青改性沥青与30号硬质沥青的路用性能;通过试验对比分析基于高模量沥青混凝土(EME)和高性能沥青路面(Superpave)级配的伊朗岩沥青改性沥青与硬质沥青高模量混合料的路用性能。结果表明:8%掺量的伊朗岩沥青改性沥青与30号硬质沥青的高温、低温性能基本相当,伊朗岩沥青改性沥青的耐久性更好;伊朗岩沥青改性沥青和30号硬质沥青分别制备的EME混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能相差不大,而伊朗岩沥青改性沥青EME的抗水侵害能力和抗疲劳性能更佳;伊朗岩沥青改性沥青和30号硬质沥青分别制备的Superpave混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能相当,伊朗岩沥青改性沥青Superpave的抗水侵害能力更强。     

岩沥青SBS复合改性沥青混合料的性能与机理

通过室内试验评价了布敦岩沥青(BRA)改性剂以及BRA-SBS复合改性措施对沥青混合料路用性能的影响;采用X射线衍射仪对岩沥青进行测试,结合相关理论分析了岩沥青对沥青混合料的改性机理.结果表明:BRA改性沥青混合料能达到与SBS改性沥青混合料相近的高温稳定性、水稳定性和抗疲劳性能;BRA改性沥青混合料的低温抗裂性较低,难以满足冬寒区路面表面层的低温抗裂性要求,采用BRA与低剂量SBS复合改性的沥青混合料可以用于各种温度分区的路面表面层;由于BRA中的矿物成分主要是方解石,因此BRA与沥青之间的反应是一个物理共混过程,BRA中沥青固有的高黏度和耐久性是改善沥青混合料性能的主要原因.