要害词:蹊径工程 | 热再生改性沥青混淆料 | 温度 | 加载频率 | 动态模量 | 主曲线
近年来,厂拌热再外行艺的应用越来越普遍,是沥青路面再生使用的主要方法之一,具有以下优点:�;げ豢蓏ai生资源;比古板混淆料节约能耗;可通过合理选择新集料、沥青和再生剂来调解原配合比,解决原混淆料级配和沥青连系料的问题[1-3]。鉴于沥青混淆料是典范的黏弹性子料,且沥青路面在服役历程中所受荷载为动态荷载[4],因此静态模量并不可反应厂拌热再生沥青混淆料在现实服役历程中的力学特征[5-6]。肖庆一等[7]研究了再生剂对高掺量热再生沥青混淆料各项性能的影响,并充分肯定了再生剂的作用。罗群星[8]选用70#基质沥青为新掺沥青,剖析了RAP掺量对热再生沥青混淆料动态模量的影响。然而,现在针对厂拌热再生SBS改性沥青混淆料的研究照旧相对较少。
为了获取改性沥青热再生混淆料的动态特征,本文以SBS改性沥青作为新加沥青,设计了0%、30%和45%三种RAP掺量的热再生改性沥青混淆料,划分开展动态模量试验,以期为热再生改性沥青混淆料设计参数的获取及其沥青路面的结构设计提供更多有价值的参考数据。
热再生混淆料配合比设计与动态模量试验计划
原质料
本文试验新集料材质为石灰岩,产地为湖北咸宁,矿粉为石灰岩矿粉,新沥青接纳江苏某公司提供的SBS改性沥青,质量切合《公路沥青路面施工手艺规范》(JTG F40-2004)的手艺要求。试验研究RAP料来自湖北武汉某二级公路沥青面层的铣刨料。
集料级配设计
新集料接纳石灰岩,RAP料凭证粗细为1∶2的比例划分设计了0%、30%和45%三种RAP掺量的热再生改性沥青混淆料,集料合成级配如表1所示。

马歇尔试验效果
差别RAP掺量下热再生改性沥青混淆料的zui佳油石比及马歇尔指标,详细效果如表2所示。

动态模量试验计划
本文接纳美国NCHRP项目研发的简朴性能试验仪(SPT) 作为试验装备,响应试验温度及加载频率参照《公路工程沥青与沥青混淆料试验规程》(JTG E20-2011)执行,详细动态模量试验条件设计如下:混淆料类型为AC-25C型;三种RAP掺量(0%、30%、45%);加载波形接纳正弦波;试件接纳旋转压实(SGC)要领成型,试件尺寸为Φ100mm×170mm,切除两头获得Φ100mm×150mm的试验用试件,划分在-10℃、5℃、20℃、35℃和50℃五个温度,以及0.1Hz、0.5Hz、1Hz、5Hz、10Hz及25Hz六个频率下举行试验。
试验效果与剖析
动态模量试验效果
本文在统一条件下,对三种差别RAP掺量的热再生改性沥青混淆料开展了三次单轴压缩动态模量平行试验。随加载频率的扩大,三种沥青混淆料的动态模量逐渐变大,试验效果显示,随着试验温度的升高,三种沥青混淆料的动态模量逐渐减小。
温度对热再生改性沥青混淆料动态模量的影响
为了剖析温度对动态模量的影响,本文绘制了差别加载频率下热再生改性沥青混淆料动态压缩模量随温度的转变关系,如图2所示。



从图2可以得出,在统一加载频率下,动态模量均体现出随温度升高而逐步下降的统一趋势;从数值上看,温度逐步升高时,动态模量随温度的转变逐步减小,即在相同温度转变区间内,温度越高,对动态模量的影响越弱。在整个试验温度及加载频率下,随着RAP掺量的增添,热再生改性沥青混淆料的动态模量一直增添,且动态模量值增添的幅度随温度的升高而减小。
频率对热再生改性沥青混淆料动态模量的影响
为了剖析加载频率对动态模量的影响,本文绘制了差别试验温度下热再生改性沥青混淆料动态模量与加载频率之间的转变关系,如图3所示。

由图3可知,在简单试验温度下,随着加载频率上升,热再生改性沥青混淆料的动态模量值泛起出统一上升趋势,即加载频率越大,动态模量值越大,反之则越小,这说明随着加载频率的降低,沥青混淆料的黏性体现愈发明显。同理,就动态模量数值而言,RAP掺量越高,其图像位置越高,说明动态模量随RAP的增添呈上升趋势,即RAP掺量越大,混淆料的动态模量越大。
差别掺量热再生改性沥青混淆料动态模量主曲线
基于黏弹性子料的时温等效原理,可将差别RAP掺量的热再生改性沥青混淆料在差别试验温度下获得的动态模量和相位角值举行位置平移,从而获得各温度下的移位因子及一条在某一特定参考温度下的主曲线。本文用于确定动态模量主曲线的西格摩德(Sigmoidal) 函数如公式(1)所示。

式中,|E*|为动态模量的模;fr为缩减频率,单位Hz;κ、β、δ、γ为主曲线拟合系数。
凭证时温等效原理,以20℃为参考温度,联立公式(1)求得差别RAP掺量热再生改性沥青混淆料动态模量主曲线相关参数如表3所示,动态模量与缩减频率之间的关系及主曲线拟合效果如图4所示。


由图4可知,本文用于确定动态模量主曲线的西格摩德(Sigmoidal)函数与热再生改性沥青混淆料动态模量数据的相关性很好,拟合度均高于0.98,如表3所示。随着缩减频率的变大,差别RAP掺量的热再生改性沥青混淆料动态模量值逐渐大,但增添速率逐渐减缓;RAP掺量的增添对热再生改性沥青混淆料动态模量影响较为显着,相较量而言,整体上从低频到高频(或高温到低温),RAP掺量越大,动态模量主曲线的位置越高,即热再生改性沥青混淆料的动态模量值也越大。
竣事语
本文剖析了RAP掺量、试验温度,以及加载频率对热再生改性沥青混淆料动态模量及主曲线的影响,得出以下结论:基于动态模量试验,热再生改性沥青混淆料动态模量值随RAP掺量的增添而扩大,随着加载频率的增添而一直变大,随着温度的升高而一直减��;构建了差别RAP掺量的热再生改性沥青混淆料动态模量主曲线,整体上随着RAP掺量的变大,动态模量呈上升趋势,随着加载频率增添或试验温度的降低,动态模量值体现出一致的上升趋势,但增添速率逐渐趋缓;热再生改性沥青混淆料比照不掺再生料的热拌混淆料在高频区或低温条件下,RAP掺量越大动态模量也越大,在低频区或高温条件下,则随RAP掺量动态模量大的不显着。
参考文献:
[1]李海燕、王真,废旧SMA用于热再生沥青混淆料的性能研究[J]. 公路交通科技(应用手艺版), 2019,15(08):88-91.
[2]王洪、马成、何鹏等,常温改性沥青在厂拌热再生沥青混淆料中的应用[J]. 中国公路, 2016, 33(07): 142-143.
[3]郭娟、王立辉,高RAP掺量热再生沥青混淆料动态流变性能研究[J]. 公路, 2018, 63(09): 242-248.
[4]杨新宇,基于黏弹性一连损伤模子的沥青砂浆及沥青混淆料疲劳损伤研究[D]. 长沙理工大学硕士学位论文. 2021.
[5]朱玉,基于动态模量试验的热再生沥青混淆料性能评价[J]. 公路交通科技(应用手艺版), 2017, 13(05): 143-144.
[6]胡家波、樊亮、武剑峰,热再生沥青混淆料动态模量试验研究[J]. 公路工程, 2014, 39(05): 122-125+130.
[7]肖庆一、王振波、朱俊慧等,再生剂对高掺RAP再生沥青混淆料性能的影响[J]. 交通科学与工程, 2017, 33(01): 1-5+37.
[8]罗群星、潘惠雄、王文峰等,RAP掺量对厂拌热再生沥青混淆料模量影响研究[J].工程手艺研究,2021,6(04): 30-31+121.
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意大利matest-Pavetest 沥青混淆料性能试验仪AMPT是一套液压伺服控制试验系统,专为执行 NCHRP 项目 9-19 和 9-29 的三个沥青混淆料试验而设计制造的,三个试验划分是动态模量、流动次数和流动时间试验。
沥青混淆料性能试验仪AMPT也是 AASHTO TP79-09 规范中形貌的使用沥青混淆料性能试验仪(AMPT)确定热拌沥青混淆料(HMA)动态模量和流动次数标准测试要领所要求的装备。同时,也可以执行 AASHTO TP107-17 使用 AMPT 举行一连拉伸疲劳测定沥青混淆料的损伤特征曲线和破损标准的试验要领。
别的,意大利matest-Pavetest AMPT还可以举行沥青混淆料的直接拉伸疲劳、间接拉伸、动态模量、递增的重复加载yong久变形、半圆弯曲和面层反射裂痕等试验。意大利matest-Pavetest AMPT 设置性能优异的CDAS/CDAS2数字式控制器,TestLab软件和所有配件,实现硬件和软件的统一。
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