沥青路面再生方法的试验研究[D]

为了解决不同环境因素对路面工程中未经压实的再生沥青混合料(recycled asphalt mixture, RAP)老化程度影响的问题,以松散的再生沥青混合料为研究对象,利用特制的室内模拟老化试验装置,通过控制温度、湿度、老化时间、氧气浓度等因素,对新制备密级配沥青混合料AC-13进行特定环境条件下模拟老化试验. 结果表明:松散RAP混合料的老化程度随试验温度升高而增加,随空气湿度增加和氧气浓度下降而降低;不同试验温度下,沥青老化的成长速度和试验终值均不相同,表明老化过程中的化学反应因温度不同而有所差异;在通入纯氮气的试验中,沥青没有发生任何老化作用,表明沥青的老化只受氧化作用影响;环球法测软化点的试验结果对温度变化较为敏感,动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer,DSR)测定的动态复数剪切模量在表征沥青老化程度时存在一定迟滞效应;老化后沥青混合料低温性能出现衰减,主要原因是沥青长期老化作用导致.

     

橡胶沥青混合料老化再生及其路用性能研究

为研究橡胶沥青混合料老化及再生后的路用性能,采用热氧老化的方法,研究了老化时间对橡胶沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性的影响;通过热拌再生研究了再生后混合料的路用性能。结果表明,橡胶沥青老化后低温抗裂性能发生严重衰减,间断级配的橡胶沥青混合料比连续级配的橡胶沥青混合料耐老化。老化后橡胶沥青混合料高温稳定性得到增强,低温抗裂性下降,抗水损害能力降低。橡胶沥青混合料老化再生后,具有良好的高温稳定性,低温抗裂性和水稳定性。     

道路废旧沥青混合料老化与再生试验研究

选取公路路面改造的废旧沥青混合料,通过破碎、筛分旧路材料,对旧沥青进行老化试验,并通过添加不同种类和不同含量的再生剂,研究老化沥青再生。使旧路面沥青性能改善到能回收再利用。     

再生剂对老化沥青性能影响的研究

通过室内沥青加速老化试验,实验室制备了经薄膜烘箱老化(TFOT)、压力老化(PAV)和紫外老化(UV)的沥青样品。随后,在老化沥青中加入了两种不同的再生剂进行老化沥青的养护再生并在室温条件下养护3d。对基质沥青、老化沥青、再生沥青进行了针入度、软化点、延度的测试。结果表明,两种再生剂都能使老化沥青性能得到一定的恢复,对老化沥青均有再生功能,但是再生剂1具有比再生剂2更好的再生效果。通过对老化沥青进行了不同剂量再生剂1的掺加试验,借助流变性能测试,根据试验结果确定了再生剂1的最佳掺量为6%。     

老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响研究

采用劈裂试验方法，分别对新拌、短期老化和长期老化状态下沥青混合料的低温性能进行了对比研究．试验表明，未老化的沥青混合料的低温性能不能反映和预测老化后的性能，并且在评价沥青混合料低温性能时，短期老化试验比长期老化试验更为敏感，由此说明在沥青混合料低温性能试验评价过程中充分考虑老化因素的影响是必要的．     

再生混凝土微粉对沥青及沥青混合料性能的影响

采用再生混凝土微粉（RCP）替代矿粉（MP）作为沥青混合料的填料以有效回收利用RCP。首先进行软化点、针入度和布氏黏度等沥青性能测试,对比分析了RCP与MP对沥青物理性能影响的差异性;然后通过冻融劈裂试验、高温车辙试验与低温弯曲试验,评价了RCP对沥青混合料试件的水稳定性、高温性能和低温性能的影响。结果表明：RCP显著地提升了沥青的高温性能与黏稠度,且不会降低沥青对温度的敏感性;采用RCP替代MP粉后,沥青混合料仍具有较好的水稳定性,能经受3次冻融循环造成的水侵蚀;RCP增强了沥青混合料的高温抗车辙性能,虽会稍微降低沥青混合料的低温抗裂性,但沥青混合料路用性能仍能满足规范要求。     

沥青混合料劈裂强度的影响因素

选用相同的试验材料,通过室内劈裂试验,研究了常温和低温下级配、油石比、空隙率以及均匀性对沥青混合料劈裂强度的影响规律。研究结果表明:常温下,随着级配变粗,沥青混合料劈裂强度增大;低温下,随着油石比增大,沥青混合料劈裂强度和劲度模量增大,破坏应变减小;随着空隙率的增大,沥青混合料劈裂强度减小;沥青混合料均匀性与劈裂强度间没有直接明显的相关性,但与其变异性间的关系很好。     

老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响研究

采用劈裂试验方法,分别对新拌、短期老化和长期老化状态下沥青混合料的低温性能进行了对比研究.试验表明,未老化的沥青混合料的低温性能不能反映和预测老化后的性能,并且在评价沥青混合料低温性能时,短期老化试验比长期老化试验更为敏感,由此说明在沥青混合料低温性能试验评价过程中充分考虑老化因素的影响是必要的.     

再生SBS改性沥青混合料再度老化性能的研究

主要研究再生SBS改性沥青混合料的抗老化性能.对沥青进行24 h、48 h TFOT老化,分别模拟沥青的中度和重度老化,然后将老化沥青再生,对再生沥青拌制的混合料及新鲜沥青混合料进行室内短期与长期老化,并对老化后的沥青混合料进行性能试验与对比评价,分析了再生沥青混合料的抗老化性能及其老化规律,评价再生沥青混合料的耐久性.     

泡沫沥青温拌再生混合料试验研究

动态剪切流变试验评价不同拌和工艺下沥青结合料的老化程度,并提出老化因子量测指标。试验结果表明,泡沫沥青老化程度较低,沥青混合料路用性能受到影响。拟设计中粒式沥青混凝土HMA-AC-20、FWMA-20-RAP、FWMA-20同级配的三组混合料,进行性能检测。结果表明,泡沫沥青再生混合料可压实性好、抗水损害较好;泡沫沥青混合料抗疲劳开裂、抗低温开裂效果好;加入RAP料后压实沥青混合料的动稳定度提升很多,但仍然赶不上热拌沥青混合料。     

乳化沥青冷再生混合料和易性指标及影响因素

为了研究乳化沥青冷再生混合料和易性,采用自主研发的和易性测试设备,以扭矩值作为乳化沥青冷再生混合料和易性表征指标,研究了不同特性的乳化沥青、回收沥青路面材料( reclaimed asphalt pavement,RAP)掺量及拌和用水量对乳化沥青冷再生混合料和易性的影响规律,分析了乳化沥青冷再生混合料和易性影响因素的显著性,并通过反算水泥初凝时间以及旋转压实成型试件的体积参数是否在规范范围验证了测试方法及指标的合理性.结果表明：再生混合料和易性随着RAP掺量的增加而变差,合适的拌和用水量能显著改善再生混合料和易性;RAP掺量和拌和用水量对再生混合料和易性有显著影响,而乳化沥青特性的影响不明显;乳化沥青冷再生混合料在拌和后存在一个最佳压实时机,推荐扭矩阈值为20 N·m.     

再生沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能

为了分析废旧沥青路面材料(RAP)对热拌沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能的影响,设计了不同RAP掺量(10%、20%、30%)及不同级配(AC-13和AC-16)的沥青混合料,采用沥青混合料性能试验仪(AMPT)在不同温度和加载频率下的动态模量,之后采用时间-温度等效原理,确定了不同沥青混合料的动态模量主曲线;并对不同沥青混合料进行了单轴拉伸疲劳试验,通过简化的黏弹性连续损伤模型(S-VECD),确定了不同级配、不同RAP含量的沥青混合料的损伤特征曲线(C-S),及基于能量的疲劳失效标准与疲劳加载次数之间的关系(GR-Nf).结果表明:沥青混合料的动态模量随着温度的升高、加载频率的降低而降低,温度越低、频率越高,沥青混合料越接近弹性体,反之越接近黏性体;从不同级配的沥青混合料的动态模量主曲线中可以看出,RAP含量越高,其动态模量越高,但总体来看相差不大.疲劳试验及分析表明:RAP含量较高时,其疲劳性能较低,表明其应力松弛能力较差,因此应更加关注再生沥青混合料的抗疲劳性能.     

水泥稳定冷再生材料路用性能室内试验研究

水泥稳定冷再生材料在强度满足要求情况下,通过室内试验对其干缩特性、温缩性能、水稳定性、冰冻稳定性等一系列路用性能进行了分析研究,结果表明,水泥稳定冷再生材料具有较好的路用性能,是一种变废为宝的环保型筑路材料．     

再生SBS改性沥青混合料在面层应用的试验研究

研究再生SBS改性沥青混合料的路用性能,分析将其应用到高等级公路面层的可行性。对原样SBS改性沥青和经过回收、再生处理的再生SBS改性沥青进行基本性能及流变性能对比试验,同时进行AC-16Ⅰ型SBS改性沥青混合料和再生SBS沥青混合料(废料含量为30%、60%)试验,试验内容主要包括:车辙、水稳定性、低温弯曲及疲劳试验。结果表明经过RTFOT与PAV老化后再生SBS改性沥青与原样SBS改性沥青基本性能和流变性能相近。再生SBS改性沥青混合料(废料含量为30%)与常规SBS改性沥青混合料路用性能相近,满足高等级公路面层材料要求,可以应用到高等级公路的面层。再生SBS改性沥青混合料(废料含量为60%)抵抗低温开裂能力及疲劳寿命降低。     

基于耗散能法分析热拌及温拌再生SMA沥青混合料的疲劳特性

为了分析废旧沥青路面材料 (reclaimed asphalt pavement, RAP) 掺量和Sasobit对再生沥青玛蹄脂碎石混合料 (stone mastic asphalt, SMA) 疲劳性能的影响, 本文设计并比较了不同RAP掺量 (0%、20%、30%) 的热拌及温拌SMA沥青混合料.对不同类型SMA沥青混合料进行四点梁弯曲疲劳试验, 采用耗散能法分析其疲劳特性.研究表明:1) 不同类型SMA沥青混合料的疲劳次数与累计耗散能之间的关系不会随RAP掺量改变以及是否添加Sasobit发生变化, 其疲劳寿命与累计耗散能在双对数下, 均表现出良好的线性关系, 且具有唯一的关系方程.2) 随着RAP掺量的增加, 再生SMA沥青混合料的累积耗散能降低, 疲劳寿命下降.3) Sasobit对温拌SMA沥青混合料耗散能量的能力有不利影响, 而对温拌再生SMA沥青混合料影响不大.     

泡沫沥青再生混合料劈裂强度影响因素试验

为了研究不同泡沫沥青用量和旧沥青路面铣刨料(简称RAP)掺量两因素对泡沫沥青再生混合料劈裂强度的影响,采用两种不同的沥青路面铣刨旧料RAP1和RAP2,通过变化旧料掺量为0%、20%、40%、60%、80%5种比例,分别与2%、2.5%、3%、3.5%、4%5种用量的泡沫沥青混和,拌制泡沫沥青再生混合料,成型试件后进行干、湿两种条件下的劈裂强度(ITS)和残留劈裂强度比(TSR)测试.结果表明:在沥青旧料掺量比例一定的情况下,混合料的泡沫沥青用量存在最佳值;随着RAP掺量逐渐增大,泡沫沥青再生混合料的最佳沥青用量却逐渐减小,其值由RAP掺量为0时的3.5%减少到掺量为80%时的2%;随着RAP掺量的增大,泡沫沥青再生混合料干、湿ITS呈现减小趋势,但TSR却有所提高.     

乳化沥青冷再生混合料中的复合胶浆性质

对乳化沥青冷再生混合料中的三种胶浆系统进行了研究,包括沥青+矿粉、乳化沥青残留物+矿粉和乳化沥青残留物+水泥。结果表明,因为水泥水化作用的存在,水泥⁃乳化沥青残留物胶浆表现出更高的模量增率效果;模量和相位角变化呈现与普通矿粉⁃沥青胶浆和矿粉⁃乳化沥青胶浆不同的特点,且不随粉胶比呈现线性单调的变化;胶浆界面黏结力与矿粉⁃沥青胶浆相当,并在低粉胶比范围内远高于单独利用矿粉的乳化沥青残留物胶浆。     

基于外加剂技术的沥青混合料路用性能研究

利用外加剂改善沥青混合料路用性能是一项新的技术手段.通过掺加沥青路面增强剂混合料与基质沥青混合料以及SBS改性沥青沥青混合料的多项路用性能试验比较,认为这种增强剂应用效果明显优于SBS改性沥青混合料.试验结果显示,增强剂不仅能够成倍提高沥青混合料的高温稳定性,同时能够较好地改善沥青混合料其它路用性能,如低温稳定性和水稳性等,同时经济性也优于SBS改性沥青混合料。研究表明,增强剂技术是一种全面提高沥青路面路用性能的有效方法.