沥青路面再生利用技术的研究

旧沥青路面再生利用是一项新的沥青路面修筑技术,它具有节约材料、降低沥青路面造价、节省工程费用及保护资源的作用,可废旧沥青材料对环境的污染与破坏。目前世界各国都对此项技术都非常重视,我国对旧路面再生技术的研究还刚刚开始,还有很多需要研究的地方。随着我国多条高速公路即将或者已经进入维修时期,废旧沥青路面再生利用显得日益迫切。文章分析了国内外旧沥青路面再生研究的现状与工艺,阐述了沥青路面再生利用的可行性和必要性以及再生的机理,分析了旧沥青路面再生混合料配合比设计和施工工艺。     

沥青路面就地热再生关键技术应用研究

针对宁夏高速公路沥青路面出现的车辙、桥头跳车、局部拥包等病害,结合养护维修工程的实际,采用就地热再生施工技术对病害路段进行修复.通过试验分析了再生剂用量对混合料性能的影响,给出了采用Superpave技术设计再生沥青混合料的步骤.得出了不同再生剂掺量与沥青三大指标的的对应关系,根据试验结果确定添加沥青用量4.5%的再生剂、级配添加25%新料后再生混合料级配满足目标要求,新料的沥青用量为2.5%,合成再生混合料的沥青用量为4.2%.沥青路面就地热再生技术修复路面可充分利用旧有材料,降低铺路成本,具有比较重要的实际应用意义.     

回收料掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响

为了解决沥青路面回收料（reclaimed asphalt pavement,RAP）在级配碎石中应用的问题,研究了RAP对骨架密实型级配碎石性能的影响.在室温（22℃）条件下,采用UTM-100对纯碎石及掺加RAP的骨架密实型级配碎石进行了动态模量、抗剪强度和永久变形对比试验.依据试验结果,分析了RAP对级配碎石性能的影响.研究表明,掺加RAP后,骨架密实型级配碎石动态回弹模量显著增大,平均增幅9.3%,模量增幅受围压和偏压围压比不同程度的影响,其中偏压围压比的影响较围压更为显著.抗剪强度有所减小,且应力软化阶段应力下降速率较慢.在发生剪切破坏时,与不掺加RAP的级配碎石具有相似的剪胀特征.轴向永久变形随RAP的加入显著增大,表明抵抗永久变形能力有所下降.

     

掺加RAP的骨架密实型级配碎石性能

为了解决沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)在级配碎石中应用的问题,研究了RAP对骨架密实型级配碎石性能的影响.在室温(22℃)条件下,采用UTM-100对纯碎石及掺加RAP的骨架密实型级配碎石进行了动态模量、抗剪强度和永久变形对比试验.依据试验结果,分析了RAP对级配碎石性能的影响.研究表明,掺加RAP后,骨架密实型级配碎石动态回弹模量显著增大,平均增幅9.3%,模量增幅受围压和偏压围压比不同程度的影响,其中偏压围压比的影响较围压更为显著.抗剪强度有所减小,且应力软化阶段应力下降速率较慢.在发生剪切破坏时,与不掺加RAP的级配碎石具有相似的剪胀特征.轴向永久变形随RAP的加入显著增大,表明抵抗永久变形能力有所下降.     

沥青道路冷再生系统中水泥基胶结效应

设定不同配比的再生沥青混合料（RAP）和不同水泥掺量,通过标准击实、无侧限抗压强度、水稳定性、模量性能以及SEM测试,研究了水泥在RAP中的胶结效应。结果表明：RAP中沥青含量与稳定土的质量比（A／s）为0．4时,随着水泥掺量的增大,RAP的最大干密度从1．91g／cm。增加到2．00g／cm^3。水泥掺量一定时,随着废旧沥青含量的增加,RAP的最大干密度随随之增大;掺6％水泥的RAP无侧限抗压强度从1．48MPa增加到2．63MPa,随之减小到2．28MPa。使用的材料体系中,A／S=0．4,掺6％水泥,用水量9．5％时,再生料获得最好性能。试件浸水后抗压强度普遍降低,但与干燥试件无侧限抗压强度变化趋势一致。对RAP的模量试验表明高温状态下RAP混合料的路用性能最差。SEM测试表明：水泥的水化使得混合料中有针状钙矾石和纤维状C—S—H凝胶相互交织搭接,形成网络结构,将集料颗粒包裹起来,这是RAP产生强度的主要因素。     

The Development of Recycling Agent for Asphalt Pavement

A type of recycling agent was developed and its use for modifying used asphalt is described.The results show that the viscosity and three main properties of the aged asphalt were remarkably improved.With 5%-7% content of recycling agent,the main properties of recycled asphalt comported with China GB asphalt standard AH-70 and the recycled asphalt concrete could be used as high-grade highway,Furthermore,the recycling mechanism of the aged asphalt is discussed.     

寒区沥青混凝土路面坑槽冷补材料性能研究

沥青混凝土路面坑槽多采用热拌沥青混合料的修补方法,养护受季节影响较大。若坑槽修补不及时,就会导致路面结构大面积破坏、路基翻浆等病害。冷补材料可以在较低的温度下施工,坑槽修补不受季节限制,其强度形成机理、拌合方式、施工方法、储存方法与热拌沥青混合料均不同。文中选择合适的冷补材料组成,分析冷补材料强度形成机理,并对初始强度和成型强度试验结果进行分析。     

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.

     

旧沥青路面再生利用技术概述

首先介绍了国内外旧沥青路面再生技术研究现状。通过沥青再生机理的分析,为沥青路面再生技术的可行性和再生思路提供了理论依据。以此为基础,进而较为详细地论述了沥青路面再生工程的一系列技术措施,包括旧沥青混合料性能评价、再生沥青配合比设计方法及施工工艺。通过介绍不同施工工艺的特点和应用实例,为沥青路面再生工程施工工艺的合理选择提供了有利参考,期望对我国沥青路面再生技术的研究、应用和推广提供一定的借鉴作用。     

冷再生混合料力学性能试验研究

在对冷再生混合料的配比和力学性能(抗压强度、抗压回弹模量和劈裂强度)室内试验的基础上，探讨了冷再生混合料力学性能的变化规律以及其影响因素．结果表明：旧的沥青混合料中掺入一定量的添加剂和适量的水之后，其物理化学性质得到了改善，抗压强度和劈裂强度有明显提高；再生混合料的力学性能主要取决于添加剂的种类、剂量和集料的级配．研究结果为有效控制和检验冷再生技术的实际应用提供了依据．     

就地热再生沥青混合料均匀性的细观评价指标

旨在研究再生剂和改性剂提升高掺量沥青混合料回收料(reclaimed asphalt pavement, RAP)热再生沥青混合料低温抗裂性能的宏微观机理, 进而弥补其低温抗裂性能不足的显著缺陷, 设计了3种改性剂配比方案(8%再生剂1、8%再生剂2、4%再生剂2+4%改性剂), 开展了高掺量改性RAP热再生沥青混合料室内小梁弯曲试验, 分析了混合料的宏观断裂行为特征, 进而基于近场动力学理论建立了相应的数值模型, 揭示了混合料内部裂纹萌生与扩展的微观机理以及不同改性剂的作用机理。结果表明, 双外加剂(再生剂和改性剂)配比下高掺量RAP再生沥青混合料的破坏应变、劲度模量、应变能密度等低温抗裂性能指标均优于单独使用再生剂, 近场动力学理论可较好地模拟再生沥青混合料的低温开裂行为; 再生剂可显著提升旧沥青界面处的黏结能力, 再生剂1使试件底部应力分布更为均匀, 再生剂2恢复旧沥青黏结能力的效果更优; 而改性剂则提升沥青的整体性能, 且对新沥青的性能提升更加明显; 相较于单独使用再生剂, 双外加剂可恢复旧沥青性能并提升沥青整体的黏性, 有效弥补高掺量RAP再生混合料低温抗裂性能不足的缺陷。

     

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.     

水泥含量对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

文章在分析路面回收料(RAP)特性基础上设计了5种水泥含量的混合料性能试验。结果表明:RAP级配与实际骨料级配之间存在差异,并且水泥含量对混合料各项性能均有较大影响。     

寒区沥青路面透层施工相关技术研究

寒区具有温度低、昼夜温差大的典型特征,给沥青路面使用寿命带来更严峻的考验.沥青路面层间的承载能力和整体性是否能达到施工工艺规范的要求,透层施工质量的好坏起到决定性作用.从透层施工材料的选择、用量、洒布时机、洒布机洒布系统的结构和控制系统的改进等方面入手改进透层施工质量,提高沥青路面的使用寿命.     

动荷载下含反射裂缝沥青路面结构黏弹性分析

为了获得含反射裂缝沥青路面结构的工作性状，基于黏弹性动力学、断裂力学理论和平面应变有限单元法，采用ABAQUS软件，分析了车辆行驶速度、路面结构层的温度和阻尼比对单周期半波正弦荷载作用下含反射裂缝沥青路面结构的动应力强度因子分布规律的影响.结果表明，最大动应力强度因子随行驶速度的增加而减小，当行驶速度由40 km/h增加至120 km/h时，最大动应力强度因子减小了21.6%；不同温度下的最大动应力强度因子出现的时间基本相同，且最大动应力强度因子随温度的升高而减小；路面结构的动应力强度因子曲线随阻尼比的增加而逐渐后移，且最大动应力强度因子值逐渐减小，同时最大动应力强度因子出现的时间向后延迟.     

沥青混凝土路面发电降温系统室内试验研究

利用碘钨灯模拟自然光照,研究了碘钨灯不同距离处的环境温度,结果表明在距离碘钨灯0.3 m处环境温度为35℃,能够较为真实的模拟夏季环境温度.对碘钨灯光照下沥青混凝土内部的温度场进行了测试,综合确定了发电系统的最佳埋设厚度在距离路表下2～3 cm处.基于塞贝克温差发电原理,利用夏季沥青路面高温热能研制一套无污染、无噪音的发电系统,并分析了此系统对路面的降温效果.该系统能够实现路面热能的转化,并在一定程度上降低路面内部温度,能够延长路面的使用寿命,具有一定的社会效益和经济效益.     

硫磺改性沥青混合料基本性能的研究

为考察硫磺改性沥青混合料的路用性能,选取AC-13和AC-20两种混合料类型、4种不同的硫磺掺量（硫磺占硫磺改性沥青胶结料的质量百分比分别为0%、30%、35%、40%）作为对比,采用浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、汉堡车辙试验测试了其水稳定性能,采用车辙试验、三点小梁弯曲试验和Overlay Tester试验分别测试了其高温性能、低温性能与疲劳性能,采用动态模量试验获得了其力学参数. 结果表明: 添加质量分数为30%硫磺后,AC-13和AC-20沥青混合料动稳定度分别提高了18%和26%,疲劳开裂性能有所提高, 低温性能没有明显改变. 添加不同质量分数的硫磺,沥青混合料的水稳定性能明显降低,其中AC-13沥青混合料在添加40%硫磺时冻融劈裂强度比下降达22%. 动态模量测试表明硫磺改性沥青混合料与普通沥青混合料动态模量变化趋势相同,但-10 ℃~54 ℃温度区间较普通沥青混合料动态模量要高.     

轮载作用下饱水沥青路面的动力响应

为了对沥青路面内的动水压力进行研究,基于Biot固结方程,将沥青混和料看作多孔介质,并考虑了它和水体的惯性力及两者之间的耦合作用,对饱水沥青路面进行了快速Lagrange有限差分分析.结果表明,水压的产生和消散在轮载作用过程中同时存在,导致面层内正负水压力及渗透力随时间交替出现,这证实了水损坏过程中的水力反复泵吸作用.动孔隙水压力随车速的增大而增大,而且由于水压力的存在路面弯沉和面层内的有效应力减小了,但水对沥青膜的乳化和置换作用加强了.动水压力的最大值出现在面层底部,所以建议在面层底部设一排水层,将排水状态由单面排水变为双面排水,将有效抑止水损坏的发生.     

基于层间滑移的沥青路面响应分析

对层间发生相对滑动条件下路面体响应的各分量进行了求解.通过算例明确了层间相对滑动对路面响应各分量的影响,计算结果表明面层与基层间相对滑动对路面受力有较大影响,在设计中应予以考虑;基层与土基间相对滑动对路面的影响不明显.路面体各结构层之间的相对滑动使路面承载力下降,是导致普通公路早期破损的原因之一.     

高等级公路沥青路面剪应力分析与应用

基于线弹性层状体系理论，采用路面结构有限元法，探讨高等级公路沥青路面剪应力的分布规律、影响因素及其评价方法。通过选取不同路面结构参数，包括各结构层厚度、模量和泊松比等，在不同的点位，利用BISAR程序进行力学计算和分析，提出了沥青路面抗剪强度的确定和评价方法。研究结果表明：在不考虑各结构层材料性能和厚度时，最大剪应力均分布在距路表3cm深度范围内；影响剪应力的最主要因素是沥青层模量、泊松比和基层模量；对于普通3层沥青层面层结构，上面层和中面层应进行剪应力验算，下面层可根据实际情况确定是否进行验算；验算时，需找到准确的计算点位才能计算出各层内最大剪应力。