高性能冷再生沥青混合料关键技术研究文献综述

 2022-10-08 11:15:45

  1. 文献综述(或调研报告):

现阶段越来越多的道路需要进行翻修,传统的沥青路面养护将旧沥青混凝土层铣刨后废弃,不仅造成了资源的极大浪费,而且对环境造成了严重的污染,影响公路交通的可持续发展。为了消除或矫正路面病害,延长道路寿命,并实现对沥青旧料的利用,不少国家对沥青路面再生进行了研究并应用到实际道路维修中,不仅节约了资源减少投入,也保护了环境。我国沥青路面再生技术起步较晚,虽然进行了不少研究并取得一定的研究成果,但与发达国家相比差距较大。冷再生沥青混合料性能较弱,也因此各国都开始对高性能沥青混合料进行研究,使冷再生沥青混合料能更好的运用于实际。

Stimilli A 、 Ferrotti G 等人评估了冷再生沥青混合料作为意大利高速公路基层的潜在用途。通过对冷再生沥青混合料与热拌沥青混合料进行取芯和压实实验,研究了混合料的体积特性、刚度、抗永久变形性能和疲劳性能。实验发现与热拌沥青混合料比,冷再生沥青混合料具有较低的刚度模量和较低的抗疲劳性能,但具有较好的抗永久变形能力,并且冷再生具有较低的热敏性,易脆化,在作为热拌沥青混合料的替代料时必须仔细评估。

Andrea Grilli 、 Andrea Graziani等人通过实验分析了冷再生混合料的体积特性和含水量对冷再生混合料压实性的影响。他们根据热拌沥青混合料的传统理论,描述了冷再生混合料的体积特性;通过旋转压实方法研究含水量对50%再生沥青、3%乳化液和2%水泥的混合料压实性能的影响,并对饱和过程进行研究。结论发现,在高含水率的封闭式模具中,试样的空隙率呈双线性变化,这说明了存在两个压实阶段,在第一阶段,水被有效的压实;在第二阶段,水压吸收的能量占主导地位,混合料的和易性降低,压实失去了作用,并在最后确定出了最佳含水量。

严金海、冷震等几位对不同水泥含量的乳化沥青冷再生混合料的早期强度和长期性能进行研究。通过hveem粘聚力试验和劈裂试验测定四种类型乳化沥青冷再生混合料的粘聚力和散失率,量化其早期强度;通过水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性表征其长期性能特性;通过回归分析建立乳化沥青冷再生混合料早期强度和长期性能之间的相关模型。最后得出在乳化沥青冷再生混合料中加入水泥可以提高其早期强度、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性,随着水泥掺量的增加,冷再生混合料的水稳定性、高温稳定性和强度增加,而低温抗裂性先增加后降低;并且冷再生混合料的早期强度长期性能之间存在较强的相关性。

卢勇对冷再生沥青混合料在高速公路中的推广应用进行了深入研究,通过室内试验、试验路铺筑等对低剂量水泥冷再生底基层和乳化沥青冷再生下面层的力学特性、结构设计方法、混合料设计方法、路用性能等进行了研究。结合国内冷再生应用经验,推荐了江苏省高速公路乳化沥青冷再生路面典型结构和低剂量水泥冷再生路面结构;得出了添加一定量的水泥可显著提高乳化沥青冷再生混合料的抗水损性能、高温稳定性、早期强度、抗裂性能和疲劳性能;推荐了公路沥青路面再生技术规范中没有明确的性能指标和标准;总结了乳化渐青冷再生混合料作为下面层材料的目标配合比设计流程;总结了水泥冷再生混合料的目标配合比设计流程。

邢傲雪通过大量室内试验,针对乳化沥青再生混合料的永久变形特性、疲劳性能、抗剪特性及动态模量展开深入研究,并与泡沫沥青再生混合料进行对比,最后得出泡沫沥青再生混合料的抗永久变形性能优于乳化沥青再生混合料;泡沫沥青再生混合料的应力敏感性要大于乳化沥青再生混合料;乳化沥青再生混合料的抗疲劳性能介于半刚性基层材料与热拌沥青混合料之间;随着水泥掺量的增大,乳化沥青及泡沫沥青再生混合料的各抗剪指标均显著增大;随着乳化沥青或泡沫沥青用量的增大,再生混合料的最大剪应力和内摩阻角均减小,粘聚力先增大后减小;泡沫沥青再生混合料的最大剪应力大于乳化沥青再生混合料;再生混合料的动态模量均随着围压、水泥用量的增大、乳化沥青或泡沫沥青用量的减小、温度的降低而增大。

全登州在对旧沥青路面调查与评价的基础上,采用不同取样方法获取具有代表性的回收沥青路面材料样品,评价了回收沥青路面材料的级配组成和回收沥青的老化程度;分析了乳化沥青与回收沥青路面材料的作用机理以及乳化沥青冷再生混合料的强度形成原理与影响因素。针对不同材料组成的乳化沥青冷再生混合料,通过室内试验研究了级配组成对再生混合料力学特性的影响及RAP掺量和水泥掺量对再生混合料力学特性和路用性能的影响。并且铺筑了乳化沥青冷再生混合料试验路,总结了乳化沥青厂拌冷再生混合料施工工艺、施工质量控制和施工质量验收标准,并对试验路进行了效益评价。

马露露采用室内试验手段分析研究乳化沥青冷再生混合料低温性能。概述了沥青结合料的老化与再生机理、乳化沥青的乳化机理和破乳机理以及乳化沥青冷再生混合料的强度形成过程;对RAP的变异现状进行说明,然后分析评价了旧回收料的含水率、矿料级配、含油量以及回收沥青的变异情况;推荐了混合料的最佳乳化沥青含量和最佳水含量;分析了沥青混凝土路面低温开裂的机理以及影响沥青混合料开裂的诸多因素;提出适合我国道路状况的低温开裂预估模型。

上面这些人分别从不同的方面对冷再生沥青混合料进行了评价,可以发现冷再生沥青混合料在添加一定量的冷再生稳定剂后具有良好的性能,可以适用于高等级道路,这对于前面所说的减少消耗以及反复利用意义重大。在对冷再生沥青混合料进行评价时,不难发现一定量的水泥可显著提高混合料的早期强度和长期性能,;添加一定量的乳化或泡沫沥青也能提高混合料的性能,但水泥和乳化沥青类型的选择应该慎重。他们分别进行研究确定了各种材料的最佳含量。

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