再生沥青混合料水稳性的影响因素分析

再生沥青混合料水稳性的影响因素分析
摘要:水损害是沥青路面病害中对路面寿命损害极大,且是一种不可逆的损害。因此,深入研究再生沥青混合料的水稳定性有着重大的现实意义。故本文分析了RAP掺量、新材料、再生剂和温度等因素对再生沥青混合料水稳定性能的影响,另外也针对预防水损害相应提出了一些建议。
关键词:再生沥青混合料;水稳定性;影响因素;RAP掺量
好书搜索1  引言
在沥青道路的养护过程中,会产生大量的沥青混合料废料,如何回收这些废料无疑是近年来沥青道路研究的热点课题。而沥青路面再生技术是解决这一问题的有效措施,受国内外高度重视。该技术首先将路面的沥青废料回收,回收的旧材料称为RAP,然后将RAP破碎后作为骨料进行筛分,与新沥青和新骨料均匀混合,必要时加入再生剂[1]。废沥青混合料的再循环是全球资源匮乏和环境保护环境的整体趋势,具有很大的环境和经济效益。因此,沥青再生技术是一项环保、经济实用的绿技术。
水损害是沥青混合料路面常见的病害之一。沥青混合料的的水损坏主要是集料与沥青结合料之间的粘附破坏[2],集料表面的沥青膜与集料发生剥离、骨料外露在大气之中,当雨水渗入沥青与骨料中间,在行车荷载的作用下会在基层内产生动态水压力。长期的过程会使得集料与沥青之间的粘结力下降,路面结构层的强度和稳定性降低,混合料出现松散,发生坑槽破坏。再生沥青混合料[3]粘附形式繁多,如老化沥青和新沥青、老化沥青、集料、骨料,施工过程变量较多,难以控制,使得再生沥青混合料的水稳定性难以预测。因此,对再生沥青混合物的水稳定性的研究可以更好地预防和控制再生沥青混合物的水损害,为实际工程应用提供参考,并寻延长沥青路面使用寿命的措施。
2  再生沥青混合料水稳性的影响因素
2.1  RAP掺量
RAP掺量是决定再生沥青混合料性能的关键因素之一[4]。RAP在再生沥青混合料所要用的材料组成中占较大比例,且RAP加热耙松和重新拌和后难以完全分散,细集料团聚易形成较大规格的伪集料,因此RAP掺量会影响再生沥青混合料的路用性能,即会影响水稳定性能。
于强[5]制备了水发泡温拌再生沥青混合料,分别经过冻融循环后和未经过冻融循环进行劈裂试验,其研究表明:RAP掺量低于30%时,RAP掺量的增大使TSR下降即水稳定性变差;而再生沥青试件冻融和未冻融劈裂抗拉强度随着RAP掺量的增大而增大。左锋等人[4]运用灰关联度理论分析了RAP掺量与各项路用性能的相关性,其灰关联度分析显示RAP掺量与再生沥青混合料的TSR联系最为紧密,即再生沥青混合料的抗水损害性能对RAP掺量变化较为敏感。
2.2  新材料
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2013中央一号文件再生沥青混合料中的新材料是各项力学性能的主要来源,在再生沥青混合料中加入的新材料主要包括新沥青、新集料和其他添加物。
朱月风等[6]人的研究提出在RAP高掺量条件下,增大新沥青用量可以增大TSR,即增大新沥青用量可以使再生沥青混合料的水稳定性能得到提升。于泽旭[7]聊城岳建国对比研究了基质沥青与SBS改性沥青制成的温拌再生沥青混合料发现,后者的水稳定性能更好。通过旋转压实试验分析了不同破碎程度再生集料对沥青混合料性能的影响规律,发现再生集料的破碎行为增加了集料花白面,会削弱沥青与集料界面粘结效果,进而显著削弱沥青混合料的水稳定
性。研究了不同水泥掺量(0%、1.1%、1.6%、2.1%、3.1%)对泡沫沥青冷再生混合料的影响,试验发现再生沥青混合料的抗拉强度随着水泥用量的增加而显著增大,但其的TSR先增大后减小。这是因为在掺量水泥较为合理时,水泥发生水化反应生成的水化产物可以填充封闭部分沥青混合料的孔隙以及集料的开口孔隙,使沥青混合料均匀、密实,密实后的沥青混合料,水分难以进入其内部,由此实现了水稳定性能的提升。
2.3  再生剂
再生剂是指能使老化的旧沥青物理和化学性能得到改善的化学剂,其主要作用是补充旧沥青损失的组分(主要是芳香分等轻质组分),以溶解和分散沥青中的沥青质。再生剂一般直接作用于老化沥青,可以明显改善老化沥青的性能,使老化沥青焕然新生。
基于沥青混合料流变行为改善的角度,通过将沥青基础油的主要成份与稳定剂复配制作设备提取出一种新型沥青再生剂,且通过该再生剂制成的再生沥青混合料水稳性能得到了提高并符合规范要求。研究表明再生剂可以提升再生沥青混合料的水稳定性并针对各种情况提出了再生剂合适掺量。研究不同废机油(UMEO)再生剂和RAP掺量对温拌再生沥青混合料水稳定性能的影响,研究结果表明:掺入UMEO再生剂可显著改善温拌再生沥青混合
料水稳定性等特性;掺入UMEO可将RAP掺量从20%提高至60%。
2.4  再生技术
沥青路面再生技术主要种类可分为厂拌和就地热再生,厂拌、就地和全深冷再生5类,拌合场所和再生涉及层位不会明显的影响到再生沥青混合料的水稳定性,而拌合温度对再生沥青混合料水稳定性的影响就显得尤为重要。
对热拌、温拌两种不同的再生方法成型的试件进行了空隙率测试和浸水马歇尔试验,由温拌和热拌两种方式成型的试验结果可知,温拌和热拌成型的沥青混合料空隙率和残留稳定度相当,即温拌和热拌对再生沥青混合料水稳定性的影响差别不大。利用浸水马歇尔试验发现泡沫沥青温拌再生沥青混合料较热拌再生沥青混合料的水稳定性能稍有降低。研究中泡沫温拌沥青混合料的TSR略小于常规热拌沥青混合料,说明泡沫沥青混合料的抗水损害能力与常规热拌沥青混合料相比略有降低,其主要原因是施工温度降低,集料与沥青粘附性相比常规热拌有所减弱。
3  结  语
(1)RAP掺量增加会导致再生沥青混合料水稳定性变差,在考虑对旧沥青的再次使用时,需慎重考虑掺量。
先进制造技术的特点(2)新材料再生沥青混合料水稳定性能产生重大影响,增加新沥青的用量以及适当增加水泥用量以及采用坚硬度高和棱角性较好的新集料都可以提高再生沥青混合料水稳定性能。
(3)老化沥青的性能可以通过加入再生剂实现恢复,从而改善再生沥青混合料水稳定性。沥青再生剂品种繁多,在选择时应该根据实际工程需要,同时考虑经济环保等因素按照规范掺加。
(4)再生技术对再生沥青混合料水稳定性的影响主要体现在温度上,总的来说,拌合温度高一点会使RAP更好的融入再生沥青混合料中,获得较好的水稳定性。
参考文献(References):
[1]谷雨.热再生沥青混合料配合比设计与性能研究[D].重庆交通大学,2013.
[2]豆莹莹,李晓民,姚志杰等.基于表面自由能的再生沥青粘附性及其水稳定性[J].材料科学与工程学报,2020,38(04):648-653.
[3]程培峰,韩永强.温拌再生沥青混合料水稳性能研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2015,34(01):60-63+104.
[4]左锋,叶奋,宋卿卿.RAP掺量对再生沥青混合料路用性能影响[J].吉林大学学报(工学版),2020,50(04):1403-1410.
[5]于强.水发泡温拌再生沥青混合料的水稳定性研究[D].苏州科技学院,2015.
童声独唱[6]朱月风,司春棣,乔亚宁等.沥青标号和用量对再生沥青混合料性能的影响[J].材料导报,2021,35(06):6086-6092.
[7]于泽旭.温拌再生改性沥青及其混合料性能研究[D].东北林业大学,2020.

本文发布于:2024-09-24 21:25:01,感谢您对本站的认可!

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