泡沫沥青冷再生混合料在道路大修工程中的应用研究

为了探究泡沫沥青冷再生混合料抗水损害能力的衰变情况,选取6种不同级配泡沫沥青冷再生混合料,采用劈裂强度试验及电子断层扫描试验,系统研究了不同冻融循环次数下混合料强度衰减特性、空隙级配及最可几孔径的变化规律.结果表明：随着冻融循环的增加,冷再生混合料的强度明显减小,微空隙显著减小,大空隙显著增加,空隙数目的变化直接影响到混合料的强度.电子断层扫描试验及劈裂强度试验结果表明：在总空隙率相同的条件下,微空隙越多混合料强度越高;大空隙越多混合料强度越低.以此为基础提出再生混合料内部空隙的3种分类：无害孔、少害孔及有害孔.前2次冻融循环对冷再生混合料最可几孔径影响最大.在相同的冻融次数下初始空隙率越大泡沫沥青冷再生混合料的最可几孔径越大.

     

水泥对泡沫沥青冷再生混合料的影响研究

水泥作为常用的活性添加剂对泡沫沥青冷再生混合料有着重要的作用,水泥的用量会直接影响泡沫沥青冷再生混合料的性能。文章通过室内试验设计了含有不同剂量水泥的泡沫沥青冷再生混合料,并对混合料进行劈裂、车辙和低温弯曲试验,评价水泥对泡沫沥青冷再生混合料的影响。结果表明:水泥和沥青在泡沫沥青混合料中共同发挥胶结料作用,水泥剂量超过1.0%时,水泥形成的胶结强度大于沥青形成的胶结强度;水泥剂量为1.0%~1.5%时,泡沫沥青冷再生混合料泡沫沥青冷再生混合料整体性能较优,满足作为路面基层或中下面层的使用要求;水泥剂量大于2%时,混合料低温性能降低。     

养生方法对泡沫沥青冷再生混合料性能的影响

为了更真实模拟现场养生状况,设计开放养生、半密封养生及半密封+全密封养生(“组合”养生)3种养生方式,并采用力学试验对3种养生条件下泡沫沥青冷再生混合料的含水率、劈裂强度( indirect tensile strength, ITS)、无侧限抗压强度( unconfined compressive strength,UCS)及抗剪参数的发展规律进行研究;同时,通过CT扫描试验对混合料内部空隙结构进行分析。结果表明：不同养生方式下,混合料内部水分迁移路径和散失速率不一致,导致混合料养生过程中含水率及强度发展规律不一致;含水率与混合料终期养生强度密切相关;不同养生条件下混合料的内摩擦角变化规律基本一致,而黏聚力受含水率影响明显;半密封及“组合”养生水分散失速率慢,养生过程中被水化产物包裹的水分产生的水蒸气压力会破坏原有空隙结构,从而揭示了不同养生方式的空隙分布机理并推荐半密封养生36 h+全密封养生36 h作为泡沫沥青冷再生混合料中长期养生方法。     

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.     

泡沫沥青混合料冷再生技术

根据国内外最新研究成果,介绍了沥青发泡原理及特性并对其影响因素分别从宏观和微观角度进行了分析,探讨了泡沫沥青混合料的设计方法,最佳拌和用水量试验,养生条件对泡沫沥青混合料的影响,实验室检测方法,力学特性的研究及其影响因素.文中列举了沥青发泡技术在一些温拌沥青混合料中的应用,提出并分析了泡沫沥青今后发展的几个重要问题,包括泡沫沥青混合料设计与评价方法,发泡剂的研制与选择,泡沫沥青改性及其工艺改进方法.     

泡沫沥青稳定旧沥青路面混合料冷再生试验分析

以回收的废旧路面材料(RAP)为基础,从材料的选取与级配的组成、沥青的最佳发泡条件、混合料拌和方法及养护方案等几个方面初步得出一套基于水稳性的泡沫沥青混合料配合比设计方法.并对该材料的物理性质和强度特性进行了研究,提出了路用泡沫沥青的最佳含量,进行泡沫沥青再生混合料与乳化沥青混合料性能的比较,得出了泡沫沥青再生的使用范围.     

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。     

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。     

排水性沥青混合料设计方法的研究

由于排水性沥青混合料具有特殊的结构组成及路用功能，因而必须开发适宜的混合料设计方法。总结了美国、欧洲及日本在排水性沥青混合料的材料要求、配合比设计方法及国内近年来在级配组成、沥青用量等方面的研究成果。最后介绍了排水性沥青混合料的完整设计实例。     

玄武岩纤维沥青混合料的冻融损伤演化规律

为研究寒区玄武岩纤维改性沥青路面的抗冻融性能,本文借助可靠度和损伤理论,建立了玄武岩纤维沥青混合料冻融损伤演化的三维模型,并讨论了参数的实际意义。根据冻融循环下的混合料劈裂强度和劲度模量试验结果,建立各自的损伤演化模型,采用增强因子k来评价掺加玄武岩纤维对沥青混合料抗冻融性能的增强效果。结果表明:掺加玄武岩纤维后,沥青混合料的劈裂强度和劲度模量对冻融损伤的抵抗能力均有所提高;玄武岩纤维沥青混合料受到均匀的冻融损伤;劈裂强度受冻融循环的影响更为显著,可用于预估冻融损伤残余寿命。     

矿质混合料性能对沥青混合料动态模量的影响

为了解决沥青混合料高温性能不足的问题,研究了矿质混合料性能对沥青混合料动态模量的影响.以AC-20C型沥青混合料为背景,根据贝雷法3个参数进行了矿质混合料配合比正交试验设计,得到9种不同的矿质混合料级配,并以加州承载比(California bearing ratio,CBR)和振实间隙率为指标,对矿质混合料性能进行了评价,从中选出矿质混合料性能差异明显的3种级配,进行了沥青混合料的配合比设计.进而在不同温度和加载频率条件下,开展了3种级配沥青混合料的动态模量试验.依据试验结果,分析了矿质混合料性能对沥青混合料动态模量的影响.研究表明:高温条件下矿质混合料性能对沥青混合料的动态模量有较大影响,低温时矿质混合料性能对动态模量的影响不明显.通过优化矿质混合料性能,可以显著改善沥青混合料的高温性能.具有较高CBR值和较低振实间隙率的矿质混合料,对应的沥青混合料具有较好的高温性能.