RAP掺量对热再生沥青胶结料粘度的影响
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道路工程觀RAP掺量对Sasobit温拌再生沥青混合料性能的影响分析林荣团,邓国忠(广西交通设计集团有限公司,广西南宁530029)摘要:为研究RAP掺量对Sasobit温拌再生沥青混合料路用性能的影响,文章在Sasobit掺量为3%,RAP掺量分别为20%、30%、40%的条成型沥青混合料,测定了各项路用性能参数,对生沥青混合料的路用性能进行研究,并将的RAP掺量视为,采用各路用性能指标与RAP掺量为0时的欧几距离评价了Sasobit生沥青合料性能对RAP掺量敏感性,提出了基于欧几距离的Sasobit生沥青混合料RAP掺量确定方法。
结果表明:RAP的掺入增强了混合料的高温性能,降低了混合料的低温性能和水定性能,且当RAP掺量>20%时,混合料的动稳定增大;当RAP掺量>30%时,浸水残留稳定度比衰减较大。
由此,提出了采用欧几距定RAP掺量的方法,且当Sasobit用量为3%时,RAP的最大掺量宜$24%。
关键词:温拌;再生沥青;路用性能;RAP掺量中图分类号:U416.217文献标识码:A DOI:10.13282/ki.wccst.2020.06.008文章编号::673-4874(2020))6-0026-030引言沥青路面再生技术对废弃沥青路面材料(RAP)的重复利用,减少了新道路建筑材料的用量,减少了因石料开采对环境的破坏!节约了道路建设成本[1-2]0对于沥青路面的再生方式!分为生生,而用作沥青面层,尤其面层材料多采用生技术[3-4]。
然而!生过程中,往往要合料具高的,新旧沥青材料的充分混合,而更高的一方面易造成沥青在程中的老化,同时从安环保的的5。
Sasobit温拌剂是一种沥青降粘剂!降低沥青的高温黏度的方法降低混合料的拌和温度,从而解决热再生技术较高的6。
本文Sasobit掺量为3%,RAP掺量为20%、30%、40%的条成型沥青混合料马歇尔$车辙,测定混合料的动稳定度、低温破坏、浸水残留稳定度比和冻融劈裂强度比,对生沥青混合料的性能进行研究,并提出采用欧几距定RAP掺量的方法对Sasobit:生沥青混合料性能进行综合评价,基提出了Sasobit:生沥青混合料的RAP掺量确定方法。
RAP 掺量对再生沥青及再生沥青混合料性能的影响杨成【摘要】为确定 RAP 掺量对再生沥青及再生沥青混合料性能的影响,将回收沥青按不同比例(0~50%,间隔10%)掺加到70号道路石油沥青中,然后对再生沥青结合料的延度、针入度、软化点、粘度进行了测试,对再生沥青混合料的路用性能进行了研究。
结果表明:随着回收沥青掺量的增加,混合后的沥青的针入度和延度逐渐降低,软化点和粘度逐渐增加。
当回收沥青掺量高于30%以后,混合后的再生沥青针入度、延度值不能满足规范要求。
随着 RAP 材料掺量的增加,沥青混合料的抗车辙性能逐渐提高,而低温性能、抗水损害性能和抗疲劳性能逐渐变差,当 RAP 材料的掺量不大于30%时,沥青混合料的低温性能和残留强度比可满足规范要求。
从统筹兼顾再生沥青及再生沥青混合料的性能的角度出发,建议 RAP 材料的合理掺量取30%左右为宜。
%In order to explore the effects of RAP content on performance of reclaimed asphalt and reclaimed asphalt mixture,the reclaimed asphalt was added into asphalt 70 # at different ratios (0 ~50%).Then the ductility tests,penetration tests,softening point tests and viscosity tests were conducted on reclaimed asphalt binders,and road performance of reclaimed asphalt were studied.The results show that:the penetration and ductility of the mixed asphalt binders decrease gradually and that of softening point and viscosity increase gradually with the increase of reclaimed asphalt content.When the reclaimed asphalt content is more than 30%,the penetration and ductility values of reclaimed asphalt binders can-not meet the requirements of specification.With the increase of RAP materials content,the anti rutting performance ofreclaimed asphalt mixture increased gradually,while the low-temperature performance, water stability performance and anti fatigue performance becomes poor.When the RAP materials content is less than 30%,the low temperature performance of asphalt mixture and residual strength ratio can meet the requirements of specification.Considering the performance of reclaimed asphalt and reclaimed asphalt mixture,we recommend that a reasonable dosage RAP material is about 30%.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2016(041)006【总页数】4页(P299-302)【关键词】RAP;回收沥青;最佳掺量;路用性能【作者】杨成【作者单位】大理白族自治州交通运输局,云南大理 671000【正文语种】中文【中图分类】U414.1我国早期建设的道路大部分已经进入修补阶段,由此产生了大量的废旧路面材料。
doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2024.01.033RAP 掺量对AC-13再生沥青混合料性能影响研究万丽霞(江西赣粤高速公路工程有限责任公司,江西 南昌 330013)摘要:为研究沥青混合料回收料(Reclaimed Asphalt Pavement ,RAP )掺量对AC-13再生沥青混合料性能的影响,本文设计了3种掺量的AC-13再生沥青混合料,分别测试其在相同级配情况下,处于最佳沥青含量时,再生沥青混合料的空隙率、浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度和小梁试件的弯拉应变、抗弯拉强度和弯曲劲度模量。
结果表明:RAP 掺量会显著影响最佳沥青用量,并且在最佳沥青用量的前提下,RAP 掺量的增加会导致浸水残留稳定度和动稳定度增大,冻融劈裂强度比和弯拉应变、抗弯拉强度和弯曲劲度模量减小,这表明,在相同级配且处于最佳沥青含量的情况下,RAP 掺量的增加会提高再生沥青混合料的高温性能,降低再生沥青混合料的水稳性能和低温抗裂性能。
因此,在AC-13再生沥青混合料设计过程中,建议RAP 掺量不超过20%,从而使再生沥青混合料具有更好的性能。
关键词:沥青混合料;最佳沥青用量;小梁弯曲 中图分类号:U416.2文献标识码:A文章编号:1673-6478(2024)01-0160-04Study on the Effect of RAP Content on the Performance of AC-13 Recycled AsphaltMixtureWAN Lixia(Jiangxi Ganyue Expressway Engineering Co., Ltd., Nanchang Jiangxi 330013, China)Abstract : In order to study the effect of asphalt mixture recycled material (RAP) content on the performance of AC-13 recycled asphalt mixture, three kinds of AC-13 recycled asphalt mixture were designed, and the porosity, water immersion residual stability, freeze-thaw splitting strength ratio, dynamic stability, and flexural tensile strain, bending tensile strength and flexural stiffness modulus of the reclaimed asphalt mixture under the same gradation were tested at the optimal asphalt content under the same gradation. The results show that the amount of RAP will significantly affect the optimal amount of asphalt, and under the premise of the optimal amount of asphalt, the increase of RAP content will lead to an increase in the residual stability and dynamic stability of immersion in water, and a smaller freeze-thaw splitting strength ratio and bending tensile strain, bending tensile strength and bending stiffness modulus, which indicates that under the same grade and optimal asphalt content, the increase of RAP content will improve the high temperature performance of recycled asphalt mixture, and reduce the water stability and low temperature crack resistance. Therefore, in the design process of AC-13 recycled asphalt mixture, it is recommended that the RAP content should not exceed 20%, so that the recycled asphalt mixture has better performance.Key words: asphalt mixture recyclable; optimal asphalt dosage; trabecular bending 0 引言沥青路面再生技术是近年来在道路工程领域备受瞩目的创新技术,它是一种可持续和环保的技术,收稿日期:2023-09-15作者简介:万丽霞(1976- ),女,江西南昌人,高级工程师,从事公路工程管理工作。
RAP 掺量对微罩面再生沥青混合料性能的影响研究随着城市道路的不断扩建和改造,微罩面再生沥青混合料在公路养护中越来越重要。
RAP 是指从旧路面上回收的沥青混合料,与新的沥青混合料混合后再用于道路建设,不仅可以节省原材料资源,降低建造成本,也符合可持续发展的战略目标。
因此,研究RAP 掺量对微罩面再生沥青混合料性能的影响具有重要的实际意义。
一、RAP 混合料的优点和缺陷1.优点(1)减少原材料的浪费:RAP 来自于旧的沥青路面,减少了资源的浪费,符合可持续发展的战略目标。
(2)降低成本:RAP 混合料的生产成本低于全新的沥青混合料,为公路建设节省了维护和投资成本。
(3)提高路面性能:RAP 中的沥青含有更多的老化产物,通过与新沥青的混合可以提高新混合料的可靠性、耐久性和抗裂性。
(4)改善环境效益:减少建筑垃圾产生和废弃物排放,减少对环境的污染。
2.缺陷(1)RAP 混合料中的沥青含量不确定,会影响其质量和性能。
(2)RAP 混合料中的老化程度不一,可能对新混合料产生不同的影响。
(3)RAP 混合料中可能存在使用不当的杂质,如碎石、泥土等,会影响其均匀性和稳定性。
二、RAP 掺量对微罩面再生沥青混合料性能的影响1.微罩面再生沥青混合料的性能(1)稳定性:微罩面的稳定性是非常重要的性能指标之一。
优秀的微罩面能够防止路面产生龟裂、破碎等现象。
(2)耐久性:微罩面需要具有良好的耐久性,抗老化、抗日光和抗水泥等,能够长期保持其良好的性能。
(3)光滑性:微罩面需要具有良好的光滑性,能够提高行车的舒适感,减少车辆的行车阻力和油耗。
(4)抗滑性:微罩面需要具有良好的抗滑性,能够保证车辆行驶的安全性。
2.RAP 掺量对微罩面再生沥青混合料性能的影响(1)稳定性:RAP 混合料中的沥青含量与新沥青混合料的比例是稳定性性能的重要因素。
在RAP 掺量过高时,混合料中沥青的稳定性会发生变化,从而导致微罩面稳定性变差。
(2)耐久性:RAP 混合料中的老化程度会影响到混合料的耐久性。
RAP掺量对再生沥青混合料最佳沥青用量影响分析
孙欣
【期刊名称】《交通节能与环保》
【年(卷),期】2024(20)1
【摘要】为研究沥青混合料回收料(Reclaimed Asphalt Pavement,RAP)掺量对
再生沥青混合料最佳沥青用量的影响,设计了4种掺量的AC-20再生沥青混合料,
分别测试了5种沥青含量下再生沥青混合料马歇尔指标变化规律,分析了再生混合
料沥青含量满足马歇尔指标要求的分布范围,比较了相同空隙率条件下再生沥青混
合料沥青含量的变化趋势,提出了再生沥青混合料空隙率设计的建议范围。
结果表明:RAP掺量的变化显著影响再生沥青混合料沥青含量分布,RAP掺量越高,满足设
计马歇尔指标上下限要求的沥青含量越高。
相同空隙率下,再生沥青混合料沥青含
量随RAP掺量的增加而增加。
AC-20再生沥青混合料在设计过程中,建议将空隙率范围控制在4.0%±0.5%,从而使设计的再生沥青混合料马歇尔指标均满足设计要求。
【总页数】4页(P156-159)
【作者】孙欣
【作者单位】江西赣粤高速公路工程有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】U416.2
【相关文献】
1.厂拌热再生沥青混合料的最佳RAP掺量研究
2.RAP 掺量对再生沥青及再生沥青混合料性能的影响
3.RAP掺量对热再生沥青混合料性能影响分析
4.RAP掺量对Sasobit温拌再生沥青混合料性能的影响分析
5.不同RAP掺量的再生沥青混合料性能影响分析
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doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2023.03.001RAP变异对厂拌热再生沥青混合料强度性能的影响分析叶长青(江西省综合交通运输发展研究中心,江西南昌 330036)摘要:再生沥青混合料受原路面沥青混合料回收料(Reclaimed asphalt pavement, RAP)矿料级配、旧沥青含量和结团率变异的影响,容易出现强度性能不稳定的情况,影响再生沥青混合料的推广应用。
针对该情况,生产前对RAP材料进行破碎筛分的预处理,可有效减小RAP组成的变异性,从而减小再生沥青混合料强度性能的变异性。
因此,为研究厂拌热再生沥青混合料中RAP组成的变异性及其控制方法,本文以级配偏离度和变异系数为评价指标,讨论破碎筛分前后RAP的矿料级配、旧沥青含量和结团率的变异性与再生沥青混合料马歇尔稳定度、劈裂抗拉强度变异性的相关性。
结果表明:在进行再生沥青混合料配合比设计时可通过降低变异性较大档次、提高变异性较小档次RAP 掺量的方式,达到减小再生沥青混合料材料组成变异性的目的,从而减小再生沥青混合料的强度性能变异性。
关键词:再生沥青混合料;RAP组成;变异性;控制方法;强度性能中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:1673-6478(2023)03-0001-05 Analysis of the Effect of RAP Variation on the Strength Performance of Plant-mixedHot Recycled Asphalt MixesYE Changqing(Jiangxi Comprehensive Transportation Development Research Center, Nanchang Jiangxi 330036, China) Abstract: Recycled asphalt mixes are affected by the variability of the mineral gradation, old asphalt content and agglomeration rate of RAP, which can easily lead to unstable strength performance and affect the promotion and application of recycled asphalt mixes. To address this situation, the pre-processing of RAP material by crushing and screening before production can effectively reduce the variability of RAP composition, thus reducing the variability of strength properties of recycled asphalt mixes. Therefore, in order to study the variability of RAP composition and its control method, this paper discusses the correlation between the variability of mineral grade, old asphalt content and agglomeration rate of RAP and the variability of Marshall stability and splitting tensile strength of recycled asphalt mixture before and after crushing and screening, using grade deviation and coefficient of variation as evaluation indexes. The results show that the variability of recycled asphalt mixes can be reduced by controlling the amount of RAP in the grades with higher variability and those with lower variability, thus reducing the variability of the strength properties of recycled asphalt mixes.Key words: recycling asphalt mixture; RAP composition; variability; control method; strength properties收稿日期:2023-02-20作者简介:叶长青(1976-),男,江西新建人,高级工程师,从事公路设计、规划和管理等工作.()2交通节能与环保第19卷0引言再生沥青混合料由新集料、矿粉、RAP、新沥青、再生剂等材料组成,其变异性大部分来源于RAP材料,尤其是当其掺量达到一定程度时,RAP的矿料级配、旧沥青含量和结团率等指标不确定性,更会加重混合料性能的差异。
d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2022.04.009R A P 掺量对热再生沥青混合料疲劳性能影响研究陈永锋1,耿德华1,陆志红1,杨晓华1,袁松年2(1.江苏先达建设集团有限公司,常州213000;2.常州市市政工程管理中心,常州213000)摘 要: 应用半圆弯曲重复加载疲劳试验,通过位移发展稳定阶段的斜率研究了R A P 掺量为0㊁15%㊁30%㊁40%㊁50%和85%的沥青混合料的疲劳性能,研究发现R A P 掺量低于30%疲劳性能无明显影响,但随着R A P 掺量进一步增加,再生沥青混合料的疲劳性能下降㊂以能量的观点分析了半圆弯曲重复加载试验结果,当R A P 掺量低于30%时,混合料的单次疲劳破裂能和总疲劳破裂能与新料无明显变化㊂当R A P 掺量进一步增加时,再生混合料与新沥青混合料相比,其单次循环疲劳破裂能更大,而总疲劳破裂能更小,因此高R A P 掺量的沥青混合料的疲劳性能较新沥青混合料变差㊂研究结果表明,再生沥青混合料中的旧料掺量需要控制,以保证良好的疲劳性能㊂关键词: 沥青混合料; 回收料; 半圆弯曲试验; 疲劳性能E f f e c t o fR A PC o n t e n t s o nF a t i g u eP e r f o r m a n c e o fA s ph a l tM i x t u r e C H E NY o n g -f e n g 1,G E N GD e -h u a 1,L UZ h i -h o n g 1,Y A N G X i a o -h u a 2,Y U A N S o n g -n i a n 2(1.J i a n g s uX i a n d aC o n s t r u c t i o nG r o u p C o ,L t d ,C h a n gz h o u213000,C h i n a ;2.C h a n g z h o u M u n i c i p a l E n g i n e e r i n g M a n a g e m e n tC e n t e r ,C h a n g z h o u213000,C h i n a )A b s t r a c t : T h e f a t i g u e p e r f o r m a n c eo f a s ph a l tm i x t u r e sw i t h0,15%,30%,40%,50%a n d85%R A Pc o n t e n tw a s s t u d i e db y t h e s l o p e o f t h e s t a b l e s t a g eo f d i s p l a c e m e n t d e v e l o p m e n tb y s e m i c i r c u l a rb e n d i n g r e p e a t e d l o a d i n g f a t i g u e t e s t .T h e r e s e a r c h f o u n d t h a t t h e a m o u n t o fR A Pb e l o w30%h a s n o o b v i o u s e f f e c t o n t h e f a t i g u e p e r f o r m a n c e ,b u tw i t h t h e f u r t h e r i n c r e a s e o f t h eR A Pc o n t e n t ,t h e f a t i g u e p e r f o r m a n c e o f t h e r e c y c l e d a s ph a l tm i x t u r e d e c r e a s e s .T h e r e s u l t s o f t h e s e m i c i r c u l a r b e n d i n g r e p e a t e d l o a d i n g t e s tw e r e a n a l y z e d f r o mt h e p o i n t o f v i e wo f e n e r g y .W h e n t h eR A Pc o n -t e n tw a s l o w e r t h a n30%,t h es i n g l e f a t i g u er u p t u r ee n e r g y a n dt o t a l f a t i g u er u p t u r ee n e r g y of t h e m i x t u r ed i dn o t c h a ng e s i g n i f i c a n t l y c o m p a r e dw i t hth en e w m a t e ri a l .W h e nt h eR A Pc o n t e n t i s f u r t h e r i n c r e a s e d ,t h e s i n g l e -c y c l e f a -t i g u e r u p t u r e e n e r g y o f t h e r e c y c l e dm i x t u r e i s l a r g e r t h a n t h a t o f t h e n e wa s p h a l tm i x t u r e ,w h i l e t h e t o t a l f a t i g u e r u p -t u r e e n e r g y i s s m a l l e r .T h e r e f o r e ,t h e f a t i g u e p e r f o r m a n c e o f t h e a s p h a l tm i x t u r ew i t hh i g hR A Pc o n t e n t i sw o r s e t h a n t h a t o f t h e n e wa s p h a l tm i x t u r e .T h e r e s e a r c h r e s u l t s s h o wt h a t t h e c o n t e n t o f u s e dm a t e r i a l i n r e c y c l e d a s p h a l tm i x t u r e n e e d s t ob e c o n t r o l l e d t o e n s u r e g o o d f a t i g u e p e r f o r m a n c e .K e y w o r d s : a s p h a l tm i x t u r e ; r e c l a i m e da s p h a l tm i x t u r e ; s e m i -c i r c u l a r b e nd i n g te s t ;f a t ig u e p e r f o r m a n c e 收稿日期:2022-05-24.作者简介:陈永锋(1981-),高级工程师.E -m a i l :119455392@q q .c o m 沥青路面厂拌热再生技术是一项经济环保的沥青混合料再生技术,具有显著的技术优势㊂为了保证厂拌热再生沥青混合料的性能,在新沥青混合料中使用的回收沥青旧料(R A P )掺量一直受到限制,尤其是在表面层沥青混合料中㊂目前厂拌热再生混合料中旧料的掺量在10%~25%之间,25%以上视为高掺量[1]㊂造成这一现象的主要原因是老化沥青变硬柔性降低的特性使热再生沥青混合料容易产生低温开裂和疲劳开裂,并且随着旧料掺量增大,越容易发生开裂现象[2]㊂为了保证沥青混合料的抗裂性能,需要对其中的旧料掺量作出了限制㊂现如今有许多关于热再生沥青混合料的疲劳抗裂性能的研究,国内外学者使用了间接拉伸(I D T )疲劳㊁四点弯曲疲劳和德州O v e r l a y t e s t e r 等方法研究了热再生沥青混合料的疲劳性能㊂绝大多数研究认为R A P 料降低了混合料的疲劳寿命,然而少数研究认为高R A P 料掺量的混合料有着更高的疲劳寿命[3]㊂因此热建材世界 2022年 第43卷 第4期再生沥青混合料的疲劳性能仍然存在争议㊂近年来,对半圆试件进行弯拉的试验方法(S e m i -C i r c u l a rB e n d i n g T e s t )受到了国内外学者的重视和应用㊂半圆弯曲试验存在操作简单㊁结果变异性低以及可以评价多种不同成型方式的沥青混合料等优点而广受欢迎[4]㊂目前,半圆弯曲试验主要用于评价沥青混合料的低温性能,且已经取得了很好的效果㊂但半圆弯曲试验用于评价热再生沥青混合料疲劳性能的研究较少,这不能充分发挥半圆弯曲试验的优点㊂该文采用将半圆弯曲试验方法与常规的疲劳加载方式相结合的试验方法 半圆弯曲重复加载法(R e p e a t e dL o a d -i n g S e m i -C i r c u l a rB e n d i n g T e s t ,R -S C B )来评价不同R A P 料掺量(0,15%,30%,40%,50%和85%)的热再生沥青混合料的疲劳性能,分析R A P 料掺量对热再生沥青混合料疲劳性能的影响㊂1 材料与试验1.1 材料文中的沥青混合料类型为A C -13C ㊂R A P 料的掺量分别为0㊁15%㊁30%㊁40%㊁50%和85%,其中0R A P 料掺量的混合料为全新沥青混合料㊂15%R A P 料掺量是目前常见的厂拌热再生沥青技术中使用的旧料掺量㊂R A P 料在铣刨时的不均匀性导致在进行再生沥青混合料设计时难以保证级配的一致性,因此使用前将R A P 料以4.75mm 为界进行分档处理,然后应用回收抽提法分析级配和油石比㊂选用玄武岩集料作为新集料㊂对于0㊁15%和30%R A P 料掺量的沥青混合料,使用P G 76-22S B S 改性沥青作为新沥青,40%和50%R A P 料掺量时,使用P G 70-22S B S 改性沥青,85%R A P 料掺量时,使用P G 64-22改性沥青㊂1.2 半圆弯曲重复加载疲劳试验(R -S C B)半圆弯曲重复加载试验(R -S C B )试验装置如图1所示㊂用两个圆棒支撑半圆试件,在试件弧顶处使用圆棒进行加载,支点处两根圆棒的距离根据试验要求而定㊂对于半圆弯曲试验中支点间的间距,国内外学者作了广泛的研究,一般均推荐0.8倍试件直径[5,6]㊂此次试验也选择0.8倍试件直径作为该文半圆弯曲重复加载疲劳试验的支点间距㊂此次半圆弯曲重复加载疲劳试验使用U T M -25试验机进行强度试验和疲劳试验两部分试验㊂通过强度试验测试混合料的最大破坏荷载和抗拉强度㊂疲劳试验采用应力控制模式,利用常规疲劳加载方式进行试验㊂加载波形为半正弦波形,周期为100m s ,频率为10H z㊂施加荷载的峰值根据混合料半圆弯曲强度试验得到的最大破坏荷载乘以设定的应力比得到,最小荷载统一采用0.1k N ㊂试验采用的应力比为0.1㊁0.2㊁0.3和0.4㊂试验温度采用15ħ㊂半圆弯曲重复加载试验以试件破坏作为疲劳破坏标准㊂半圆弯曲重复加载疲劳试验采用直径150mm 和高度40mm 的半圆形试件㊂每组试验采用3个平行试件,取平均值进行分析㊂在进行疲劳试验前,半圆试件在15ħ环境箱中预保温4h ,而后进行试验,试验中对半圆弯曲疲劳试验的荷载和位移进行实时采集,采集间隔时间为0.001s ㊂2 结果与讨论2.1 半圆弯曲强度试验结果 半圆弯曲强度试验是将半圆试件在50mm /m i n 的变形速率和15ħ温度下对其垂直界面施加荷载直至破坏,记录破坏时的最大荷载从而计算得试件底部弯拉强度,计算公式由M o l e n a a r 等[7]给出,见式(1)σt =4.8F B D (1)式中,σt 为试件底部弯拉强度,M P a ;F 为竖直方向荷载,N ;D 为试件直径,mm ;B 为试件厚度,mm ㊂半圆弯曲强度试验结果见表1㊂由试验结果可知,表1 半圆弯曲强度试验结果沥青混合料最大压力/N 抗拉强度/M P a 0R A P 1550712.4115%R A P 1586412.6930%R A P 1510012.0840%R A P 1449612.0050%R A P 1365610.9385%R A P 1269110.15建材世界 2022年 第43卷 第4期15%R A P 料掺量的抗拉强度大于新料,表明少量的R A P 料对混合料的抗拉性能影响不大,甚至提升了其抗拉性能㊂随着R A P 料掺量的增加,沥青混合料的抗拉强度随R A P 掺量的增加而逐渐减少㊂由于沥青老化后拉伸变形能力下降,R A P 掺量低时(少于15%),其对沥青混合料的影响较小,但R A P 料掺量高时,沥青老化的影响体现,高R A P 料掺量的混合料抗拉性能降低㊂2.2 半圆弯曲重复加载疲劳试验结果2.2.1 疲劳试验过程中位移变化半圆弯曲重复加载疲劳试验过程中U T M 软件自动记录试件加载点的变形位移,得到位移随循环加载次数变化曲线,4种应力比下不同沥青混合料位移曲线如图2所示㊂可以发现,位移变化曲线存在两个反弯点,曲线可以分为三个阶段,即位移快速增长阶段㊁稳定增长阶段和破坏阶段㊂疲劳过程中的位移稳定增长阶段位移呈线性发展,不同沥青混合料位移稳定增长阶段的斜率不同,具有较大疲劳寿命的混合料的斜率较小㊂斜率的大小关系为:15%R A P <0R A P <30%R A P <40%R A P <50%R A P <85%R A P ,15%R A P 掺量的位移增长速率最小,说明少量R A P 掺量对沥青混合料的疲劳性能没有显著的影响㊂随着R A P 掺量的增加,沥青混合料的位移增长速率增大,疲劳性能降低,85%R A P 掺量混合料位移增长速率最大,其疲劳性能也最差㊂高R A P 掺量对混合料的疲劳性能不利㊂2.2.2 疲劳破裂能粘弹性材料的破坏是能量耗散的过程㊂沥青混合料在疲劳开裂过程中,耗散的能量是由裂纹生成所需表面能和粘塑性变形能组成㊂每一个加载循环内的耗散能可以通过荷载位移曲线滞后回路面积确定㊂单次加载循环内,加载阶段位移随荷载增加而增大,而在卸载阶段随荷载减小位移恢复㊂由于试件在荷载作用下发生粘塑性变形和裂纹扩展,故而位移不能回复到初始位置,形成了滞后回路㊂滞后回路面积即为加载和卸载所做功之差,为疲劳破坏所消耗的单次循环疲劳破裂能㊂各沥青混合料在第二阶段的单次循环疲劳破裂能的平均值如表2所示㊂从表2中可以看出,随着R A P 掺量的增加,混合料的单次循环疲劳破裂能也随之增加,主要原因在于R A P 料中老化的沥青增大了混合料的劲度㊂就疲劳损伤而言,更高的单次循环疲劳损伤造成了再生混合料有着比新混合料更大的损伤,疲劳损伤累积的速度高于新混合料,因此其疲劳寿命小于新混合料㊂建材世界 2022年 第43卷 第4期表2 沥青混合料疲劳试验稳定破坏阶段单次循环疲劳破裂能/J σ/σm =0.1σ/σm =0.2σ/σm =0.3σ/σm =0.40R A P 0.01330.02450.04440.065415%R A P 0.01340.02450.04450.065530%R A P 0.01350.02490.04560.068540%R A P 0.01450.02510.04730.071650%R A P 0.01550.02530.04850.072485%R A P0.01750.02750.05160.0736 疲劳过程中所有加载循环疲劳破裂能之和为材料的总疲劳破裂能㊂从图3中可以看出:各沥青混合料疲劳破裂能随疲劳加载次数的增加而呈线性增加,只是在临界破坏时累积能耗有加速的趋势,因此可以认为在疲劳加载过程中,疲劳破裂能符合M i n e r 疲劳能耗累积的线性准则㊂从图3中还可以看出,疲劳过程中总疲劳破裂能的斜率是一个平均单次循环疲劳破裂能,是单次循环破裂能的一个大概的均值㊂各沥青混合料总疲劳破裂能曲线的大小与单次循环疲劳破裂能基本相同㊂当R A P 料掺量高于30%时,疲劳损伤的速度快于新沥青混合料,因此再生沥青混合料的疲劳性能不如新沥青混合料㊂各沥青混合料在不同应力比下的疲劳寿命N f 和对应的总疲劳破裂能W f 如表3所示㊂从表3中可以看出,疲劳寿命越大的沥青混合料,其疲劳破裂能越大㊂相同的应力比下,15%和30%R A P 掺量的混合料总疲劳破裂能比新沥青混合料大,说明15%和30%R A P 掺量的混合料疲劳性能好于新沥青混合料㊂而后沥青混合料的总疲劳破裂能随R A P 掺量的增加而降低,意味着沥青混合料疲劳性能在高掺量时(高于30%)不如新混合料,且旧料掺量越高,疲劳性能下降越厉害㊂建材世界 2022年 第43卷 第4期表3 沥青混合料总疲劳破裂能混合料类型σ/σm 疲劳寿命疲劳破裂能/J 混合料类型σ/σm 疲劳寿命疲劳破裂能/J 0R A P 0.12256003208.70.2660951722.680.3210001001.180.46200436.940640%R A P 0.11750002708.1140.2640001715.840.3199521013.470.45100387.794115%R A P 0.12350003361.4150.2675501769.2250.3223101062.3460.46367444.001850%R A P 0.11480002454.0770.2520001407.4510.315840821.59350.44600354.085630%R A P 0.12200003178.8170.2670001786.8680.3209501021.2870.46168449.569485%R A P 0.11186902213.970.2390701148.9160.311390626.23570.43984310.95853 结 论a .半圆弯曲重复加载疲劳试验可以有效评价不同R A P 掺量沥青混合料的疲劳性能㊂b .半圆弯曲重复加载疲劳试验过程中位移随加载次数变化第二阶段位移稳定发展阶段的斜率可以用来评价不同R A P 掺量沥青混合料的疲劳性能,R A P 料掺量较小时(低于30%),R A P 掺量对沥青混合料疲劳性能影响并不显著;但是随着R A P 掺量进一步增加,混合料的疲劳性能随之降低㊂c .半圆弯曲重复加载疲劳试验过程中不同R A P 掺量沥青混合料单次循环疲劳破裂能平均值存在差异,随着R A P 掺量的增加,混合料单次循环疲劳破裂能增大,更高的单次疲劳损伤造成了再生混合料有着比新沥青混合料更大的损伤,疲劳损伤累积的速度高于新料,因而疲劳寿命不如新料㊂d .不同R A P 掺量的沥青混合料的总疲劳破裂能符合M i ne r 线性假设,沥青混合料疲劳寿命越大,其疲劳破裂能越大㊂当R A P 掺量低时(小于30%),沥青混合料的总疲劳破裂能大于新料,表明其疲劳性能得到提升㊂随着R A P 掺量的进一步增加,混合料的总疲劳破裂能逐渐下降,其疲劳性能也下降㊂因而R A P 料掺量不可以过大㊂参考文献[1] Z a u m a n i sM ,M a l l i c kRB .R e v i e wo fV e r y H i g h -c o n t e n tR e c l a i m e dA s p h a l tU s e i nP l a n t -p r o d u c e dP a v e m e n t s :S t a t eo f t h eA r t [J ].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fP a v e m e n tE n g i n e e r i n g ,2015,16(1):39-55.[2] 董玲云.厂拌热再生沥青混合料疲劳性能研究[D ].重庆:重庆交通大学,2013.[3] 林晋哲.添加不同再生料含量对沥青混凝土之影响[D ].台湾:国立成功大学,2004.[4] Y uB ,G uX ,W uM ,e t a l .A p p l i c a t i o n o f aH g hP e r c e n t a g e o fR e c l a i m e dA s p h a l t P a v e m e n t i n a nA s p h a l tM i x t u r e :B l e n d -i n g P r o c e s s a n dP e r f o r m a n c e I n v e s t i g a t i o n [J ].R o a d M a t e r i a l s a n dP a v e m e n tD e s i gn 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RAP对沥青混合料性能影响分析作者:包铭翮何九洲来源:《中国水运》2015年第04期摘要:结合旧沥青路面厂拌热再生项目,通过确定旧料的掺配比例,对掺加30%RAP的再生沥青混合料和普通沥青混合料分别进行配合比设计,并着重分析两种沥青混合料的路用性能,通过对比研究发现再生沥青混合料能够满足体积指标,力学性能及各项性能指标,在相同的条件下,掺加RAP的再生混合料的各项性能优于未掺加RAP的普通沥青混合料,沥青路面再生技术可以大面积推广。
关键词:再生沥青混合料路用性能掺配比例配合比设计引言沥青路面在使用过程中,在行车荷载和气候因素的作用下,沥青会发生老化,从而导致粘结性严重降低,集料会发生破碎,从而导致级配严重破坏,因而沥青路面在长期的运营过程中会产生裂缝、水损坏及车辙等路面病害使其性能降低。
因此,沥青路面在使用过程必须定期对其进行养护及改造,当病害较轻时,可以使用罩面,微表处等处理方式,当病害较重时,通常的做法是将旧沥青路面铣刨,再在上面重新铺筑沥青混合料,但铣刨出来的RAP(回收的沥青路面材料),如果没有利用好就会造成巨大的浪费,并且会造成环境污染。
每年养护工程中都将产生大量的RAP料,如何有效的利用这些旧料是我们面临的迫切问题。
目前热再生技术能够有效的解决这些问题,减少沥青和砂石材料等资源的开采与能源消耗,解决了废料弃放和污染问题,有利于保护环境,降低碳排放,保证沥青路面的使用性能。
本文结合旧沥青路面厂拌热再生项目,通过大量的试验,着重对掺加RAP的再生沥青混合料和普通沥青混合料的性能进行对比分析,研究两种沥青混合料性能的差异,为今后再生技术在养护工程中的大规模应用提供技术参考。
配合比设计1、RAP料的预处理由于RAP料的来源较为复杂,不能直接加入到混合料中进行拌合,需要对其进行预处理。
在生产中,采用破碎设备和筛分设备对其进行破碎和筛分,现场剔除13.2mm粒径以上的RAP颗粒,并将铣刨下来的RAP料分为0~4.75mm和4.75~13.2mm两档,以进行再生沥青混合料的配合比设计。
/THESIS
论文
108
RAP掺量对热再生沥青胶结料粘度的影响
毛云峰,王逸庶
(云南省公路工程监理咨询有限公司,云南 昆明 650021)
摘要:在沥青混合料热再生过程中,随着RAP掺量的增加,胶结料中老化的沥青含量也在增加,大大降低了胶结料的粘度。
本文分析了RAP掺量增加对沥青胶结料粘度的影响,并提出了掺入降粘剂改善胶结料粘度,达到降低拌和温度的建议。
关键词:沥青混合料热再生;RAP掺量;沥青降粘剂
在沥青路面热再生过程中,拌和设备的加热效率对RAP 掺量影响很大,目前,市场上常用的热再生拌和设备主要是通过热空气加热RAP,这种方法避免了明火加热对RAP中旧有胶结料的老化破坏,但加热效率较低,生产效率不高。
同时,随着RAP掺量的增加,沥青胶结料的粘度也在增加,为了保证拌和效果,则需要提升拌和温度。
为降低沥青胶结料粘度,笔者从RAP中回收沥青胶结料,并掺入新的基质沥青及降粘剂,分析了沥青胶结料粘度的变化过程。
一、RAP中沥青胶结料的老化分析
国外有研究对不同使用年限的沥青路面进行沥青取样后,通过检测相关指标发现:沥青的老化程度与深度成正相关,深度越大,老化程度越小;相同深度下,沥青路面的使用时间越长,沥青的老化程度越高。
此外,国内学者对沈大高速的沥青路面老化情况进行了10年的跟踪观测,在分析了沥青胶结料的相关检测结果后得出:随着使用年限的增加,沥青路面中的沥青胶结料会逐渐发生变化,使用年限越长,饱和分、芳香分含量越少,沥青质、胶质越多。
二、RAP中沥青胶结料粘度分析
本文选取了云南省某二级公路的回收沥青路面材料,该二级公路的上面层为AC-16沥青混凝土,采用茂名70#A级道路石油沥青拌和铺筑,至今已通车7年左右。
通过三氯乙烯抽提法对回收沥青路面材料RAP中的沥青胶结料进行抽提试验后发现,RAP中沥青胶结料含量为4%,且老化较为严重,针入度衰减较大,软化点增加,135℃布氏粘度约为茂名70#A级道路石油沥青的1.4倍。
回收后的沥青胶结料指标与茂名70#A级道路石油沥青对比情况见表1。
表1.RAP中沥青胶结料指标与茂名70#A级道路石油沥青指标对比
三、掺入新沥青后的粘度变化
根据不同RAP掺量下混合料中沥青胶结料的比例情况,将回收沥青路面材料的胶结料和茂名70#A级道路石油沥青进行掺配,掺配后的沥青胶结料各项指标如表2所示。
从表2可以看出,随着RAP掺量的增加,掺配后沥青胶结料的135℃布氏粘度指标呈上升趋势,说明RAP掺量越高,自身已老化的沥青在胶结料中的占比越大,进而影响135℃布氏粘度。
指标单位RAP中沥青胶结料茂名70#A级沥青135℃布⽒粘度Pa·s 2.53 1.82
针⼊度(25℃,100g,5s)0.1mm2572
软化点℃62.548.5
15℃延度cm18135
DOI:10.13468/ki.chw.2019.10.034
表2.不同RAP掺量下混合料中沥青胶结料135℃布氏粘度值
由于沥青混合料拌和温度的高低主要取决于沥青胶结料的粘度,随着RAP掺量的提高,再生沥青混合料对拌和、碾压等各施工环节的温度要求也就越高。
但无限制地提高拌和温度也会产生问题,一是不利于提高施工效率,二是直接导致沥青胶结料老化。
因此,在RAP掺量不断提高的情况下,一定要控制好再生混合料的温度,避免对混合料路用性能造成不利影响。
通过研究发现,想要增加沥青热再生中RAP的掺量,一定要妥善处理好两个问题:一是RAP材料的加热问题,二是必须控制拌和温度。
由于沥青胶结料的粘度会影响拌和温度,因此,可以在沥青胶结料中添加一定量的降粘剂,降低胶结料粘度,进而降低拌和温度,对施工控制和质量控制带来积极影响。
四、加入降粘剂后沥青胶结料的粘度变化
为减少RAP掺量增加对沥青胶结料粘度的影响,本文选用了LKW型沥青降粘剂。
为方便对比,LKW型沥青降粘剂的掺量定为基质沥青质量的0‰、1‰、2‰、3‰、4‰,掺配后沥青胶结料135℃布氏粘度值的变化情况如表3所示。
表3.再生沥青胶结料掺入LKW型沥青降粘剂后135℃布氏粘度值(Pa·s)
注:LKW型降粘剂的掺配比例以茂名70#A级道路石油沥青的质量为基准。
从表3可以看出,随着RAP掺量的提高,LKW型降粘剂的掺量越大,135℃布氏粘度值就越低。
在RAP掺量为50%、LKW型降粘剂掺量在3‰时,胶结料的135℃布氏粘度值基本与茂名70#A级道路石油沥青相当。
五、结语
根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004),沥青混合料拌和温度的确定主要受沥青胶结料粘度的影响,胶结料粘度越大,所需要的拌和温度也就越高。
实践证明,在沥青胶结料中加入降粘剂后,胶结料的135℃布氏粘度值明显降低。
因此,在沥青混合料热再生过程中,通过添加降粘剂,可有效解决RAP掺量越高,施工难度越大的问题。
RAP掺量
(%)RAP中沥青胶结料⽐例
(%)
茂名70#A级道路⽯油沥青⽐例
(%)
135℃布⽒粘度
(Pa·s)
00100 1.822 109.590.5 1.911 201981 2.021
3028.671.4 2.175 4038.161.9 2.368 5047.6/ 2.554
LKW型降粘剂掺量(‰)*
RAP掺量(%)01234
0 1.822 1.795 1.645 1.456 1.290
10 1.911 1.866 1.699 1.549 1.325
20 2.021 1.933 1.776 1.627 1.381
30 2.175 2.096 1.896 1.684 1.479
40 2.368 2.258 1.996 1.782 1.614
50 2.554 2.400 2.157 1.896 1.691
钟晓亮 摄
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