泡沫沥青混合料设计及性能论文
泡沫沥青RAP性能分析研究
泡沫沥青RAP性能分析研究简介随着城市化进程的加速以及公路交通网络的不断完善，道路维修和改建成为了重要的工程项目之一。
而对于道路改建来说，RAP（回收沥青混合料）的使用已经成为了一种新趋势。
RAP是指从旧路面中回收的沥青混合料，使用RAP可以对资源进行合理利用，同时还可以降低道路改建成本。
而泡沫沥青RAP则是指在RAP中加入适量的泡沫沥青，通过泡沫沥青RAP的使用可以有效地提高沥青混合料的性能，从而延长道路使用寿命。
本文将对泡沫沥青RAP进行性能分析研究，为道路改建工作提供一定的理论依据。
泡沫沥青RAP的性能分析泡沫沥青RAP的物理和化学性质泡沫沥青RAP除了具备RAP自身的物理和化学性质外，还含有泡沫沥青这一特殊组分。
通常，泡沫沥青RAP具备以下物理和化学性质：1.比表面积较大，即RAP颗粒表面覆盖了一定数量的沥青薄膜。
2.抗剪切性能较强，即RAP中的沥青与颗粒之间具备良好的耦合性能。
3.粒径分布范围较广，可以适应不同应力状态下的力学要求。
4.残留沥青含量较高，可以有效地提高RAP性能。
5.泡沫沥青中的空气可以有效地减轻RAP的密度，降低了混合料的硬度，提高了混合料的变形性能。
泡沫沥青RAP的工程应用1.增加道路改建成本效益：泡沫沥青RAP的使用可以降低改建成本，提高改建效益。
2.延长道路使用寿命：泡沫沥青RAP可以有效地提高混合料的性能，从而延长道路使用寿命。
3.减少资源浪费：泡沫沥青RAP的使用可以对旧路面资源进行充分利用，同时保护环境。
泡沫沥青RAP的优缺点分析优点1.可持续发展：泡沫沥青RAP的使用可以对资源进行合理利用，同时还可以降低环境污染。
2.提高道路使用寿命：泡沫沥青RAP有效地提高了混合料的性能，从而延长了道路使用寿命。
3.降低改建成本：泡沫沥青RAP的使用可以降低改建成本，提高了改建效益。
缺点1.物理性能不稳定：泡沫沥青RAP受制于加热温度等环境因素，其物理性能难以稳定控制。
泡沫温拌沥青混合料技术研究及工程应用
收稿日期：2021 -04 -01。 作者简介：郑炳锋（ 1983年一），男，高级工程师，主要 从事公路沥青路面科研与技术咨询工作。 基金项目：江苏省公路科学研究计划项目（2016-12, 2017 -23）
泡沫温拌沥青混合料的施工和易性、裹附性、
可压实性与热拌沥青混合料相当。在发泡温度160 t与发泡用水量2%的条件下，泡沫温拌
Sup-20沥青混合料的体积参数与各项路用性能均满足技术要求。在盘兴高速泡沫温拌Sup
-20中面层试验路取得了较好的效果。
关键词：泡沫温拌沥青技术泡沫温拌沥青混合料和易性裹附性可压实性
对配合比设计结果进行验证，马歇尔试验体积指 标及性能指标验证结果如表5所示。
第3期
级配类型
泡沫温拌Sup-20 技术标准
沥青用量/ %
4.0
郑炳锋等.泡沫温拌沥青混合料技术研究及工程应用
表5 设计沥青用量马歇尔试验结果
试件毛体积 相对密度
2. 420
实测理论最大
W/
相对密度
%
2. 548
5.0 4.0 〜6.0
本文围绕泡沫温拌沥青混合料技术，开展沥 青发泡效果分析、泡沫温拌Sup-20沥青混合料 配合比设计研究，并在盘兴高速中面层试验路验 证效果。
1沥青发泡效果分析 1.1沥青发泡原理
沥青发泡的基本过程如图1所示。整个过程 沥青的化学性质没有发生改变，只是物理性质的 暂时改变。当冷水滴（环境温度）与高温沥青 （140 t以上）接触时，热沥青与小水滴表面发生 热量交换,将水滴加热至100 t，产生蒸汽，导致 体积膨胀，同时沥青冷却。蒸汽泡在一定压力下 压入沥青的连续相；随着融有大量蒸汽泡的沥青 从喷嘴喷出，蒸汽膨胀，从而使略微变凉的沥青形 成薄膜状，并依靠薄膜的表面张力将气泡完全裹 覆。此时，在蒸汽膨胀过程中，沥青膜产生的表面 张力将抵抗蒸汽压力直到达到一种平衡状态，一 般能够维持数秒的时间;发泡过程中产生的大量 气泡以一种亚稳态的形式存在，随着沥青膜在常 温下冷却和气泡中蒸汽的冷凝，沥青膜表面张力与 蒸汽压力的平衡状态被打破，最终导致气泡破灭。 1.2沥青发泡特性的评价指标
泡沫沥青混合料动态性能研究
‘
２ 上 海 理 工 大 学 城 市 建 设 与 环 境工 程 学 院 （ 海 ２ ０ ９ ） 上 ０ ０３
摘 要 为更 好 地 模 拟 泡 沫 沥 青 混 合 料 在 车 辆 动 载 作 用 下 的 动 态 性 能 ，便 于 与 国外 相 关研
究 进行 比 较 ， 采用 劈 裂 法 对 混 合 料 动 态 性 能进 行 研 究 。 过试 验 研 究 骨料 类 型 、 配 、 泥用 通 级 水
１． ０ ２ ． ０ ３ ． ２ ４ ． ９ ６ ． ０ ８ ． ５ ８ １ ５ ３ ６ ８ ９ ０ ８ ８ ２ ４
ｂ ）泡沫 沥 青
关 。一般说 来 ，试 验 时材 料 的受 力状态越 接近 路 面结构 的真 实工作 环境 ，所得 到 的参数越 具客 观
性 。但 是 ，到 目前 为止我 国在 通过 实验取 得材 料 参 数时 ， 材料试 件 的受 力状态基 本上是 静 态的 ， 对 沥 青混合 料性 能 的研 究也 一直偏 重 于静态 荷载方 面 ，而 没有考虑 汽 车行驶 过程 中 ，车 轮荷 载对路
工作 ， 已发 表相 关 论 文 十 余 篇 。
维普资讯
第 ６期
李 秀君 等 ・ 沫 沥 青 混 合料 动 态 性 能 研 究 泡
３ ３
加入适 量 的水 。然后 将拌 锅和 发泡 实验 机对接 起
标准 的马 歇 尔试件 （ 面击 实 ７ ） 每 ５次 ，试件 击实
和 用水 量［ 。为研 究水 泥对 泡沫 沥 青混合 料 动态 ２ ］
ห้องสมุดไป่ตู้
性 能的影 Ｈ程度 ， Ａ、 向 在 Ｂ骨料 中分 别加入 不 同含
量 的水泥 ，再 进行混 合料 击实试 验 ，试验 结果 和 最佳 用水 量如表 ３所示 。
泡沫沥青冷再生混合料性能研究
泡沫沥青冷再生混合料性能研究[摘要]本文选取不同级配的泡沫沥青混合料进行物理及力学性能指标的试验与分析，对泡沫沥青混合料性能进行了总结和归纳，对泡沫沥青冷再生技术的应用具有指导意义。
[关键词] 冷再生、级配、空隙率、劈裂强度、抗压强度1、泡沫沥青冷再生技术泡沫沥青是指使用专门的沥青发泡设备，向高温的普通基质沥青中加入少量的水和气，由于水的急速气化产生微细的泡沫，短时间内沥青的表面积大大增加，粘度变得相当低，形成一种体积膨胀状态的沥青。
这种状态的沥青可以很容易的与冷湿粒料拌和均匀。
应用泡沫沥青冷再生技术既解决了路面材料的回收问题，又不会增加路面标高，还解决了路面性能的改善问题。
因此应用于道路维修改造，具有其他筑路技术不可替代的优点。
泡沫沥青冷拌混合料的优点主要包括：适用材料广泛、减少污染节约能源、储存能力好、沥青用量较低、早期强度高，同时还具有很好的抗疲劳特性和柔性材料的性质，用其铺筑道路的基层代替半刚性基层可以有效的减少基层反射裂缝。
2、混合料的级配选择分别选用掺加15%、20%、25%、30%新料（0～5mm）四个级配拌制混合料，选择加入的水泥剂量为1.5%，分别成型小试件和大试件，用水中重法测定毛体积相对密度，通过最大理论密度计算空隙率。
四个级配曲线见图1。
图1泡沫沥青冷再生混合料级配曲线3、混合料的物理性能3.1密度试验测定试件的毛体积相对密度，试验结果以沥青用量为横坐标绘制曲线如图2。
图2 毛体积相对密度变化曲线泡沫沥青冷再生混合料试件的毛体积相对密度随着沥青用量的增加而降低，并不像热拌沥青混合料那样存在峰值情况。
一般来说，该平均密度值水平要略小于热拌沥青混合料的密度，这主要是由于泡沫沥青稳定的混合料处于冷湿状态，不如热拌沥青混合料容易压实，正是由于泡沫沥青混合料在拌和过程中加入了一定量的水，这部分水分蒸发后，水分原先所占的空间就造成内部空隙，从而使得密度降低。
从图2中可以看出，试件的毛体积相对密度变化范围在2.144～2.206 g/cm3之间。
泡沫沥青混合料特性研究
作者简介 ：张兰峰（９ ２） １８ ．，女 ，助教 ，硕 士
率 和 半 衰 期 不 利 。 低 于 ３ｂ ｒ ａ 的气 压 对 膨 胀 率 和
的低 热导性 ，这 种 平衡 只有 数秒 时 间 ，即泡沫 很
快 破裂 。 泡 沫沥 青 的特征 指标 是 膨胀 率和 半衰 期 。泡
半 衰期都 有负 面影 响 。
（） 泡 剂 ：为 了提 高发 泡 效 果 、改 善 沥 青 ４发 与 石料 粘 附性 ，可采 用碱 性 添加 剂与 水制 成 复合
Ａｂｓｒ ｔ ｔａｃ ：Ｔｈｅｐａ ｒｉｌ ｔａｅ ｏ ｒｉ ｓｏｆｆ ｍ ｅ ｉｕ ｅ ｉ ｕｒ ｒ ｐｅ ｌ ｒ ｔｓｐｒ ｐｅｔｅ ｏａ ｄ ｂ ｔｍ ｎ ｍ ｘｔ ｅｆｏｍ ｈｅｐｒｎｃｐｌ ｔ ｍ ｅ ｏａ ｉ ｏ ｍ — ｕｓ ｔ ｉ ｉ ｅ ｏｆｂｉｕ ｎ ｆ ｍ ｎｇ ｆ ａ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ａ ｄ ｍ ｉ ｕ ｅ ｄ ｓｇ Ａ ｎ ｎｇ ｄ ｆｅ ｅ ｓ ｇｅｃ ｍ ｅ ｉ ｅｃ ｎｇ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｎ ｘｔ ｒ ｅ ｉｎ． ｄｉ ｉｆｒ ｎｔｄｏ ａ ｅ ｎｔｌｍ ｏｍｂｉ ａ ｉｎ ｏｆｃ ｍ ｅ ｎ ｉ ｎ ｔｏ ｅ ｎｔａ ｄ ｌｍｅ， ｈ — ｔ ｅｐａ ｐｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐａ ｔ ｄｄｔｖｅｔ ｅ ｈａ ｃ ｌｐ ｏｐ ｒｙ． ｒｒ ｓ ａｃ ｉ ｍ ｃ ａ ｉｉ ｏｍ ｃ ｎｉａ ｒ ｅ ｔ ｏｆ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ ｏ ｍ ｅ ｉｕ ｅ ｉ ｕｒ ； ｏａ ｉ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｙ ｓｕｄ ｙ ｒ ：ｆ ａ ｄ ｂｔ ｍ ｎ ｍ ｘｔ ｅ ｆ ｍ ｎｇｃ ｒｃ ｅ ｉｔｃ ；ｌｂｏ ａｏｒ ｔ ｙ
沥青 的发 泡特 性受 许 多 因素影 响 ，其 中最重
泡沫沥青冷再生混合料物理力学性能研究
１ 材 料
１１ 集 料 级 配 。
两种 级 配 曲线 见 图 １ 示 ， 配 Ｂ细 料 含量 明 所 级
国外 对 泡 沫 沥 青 冷 再 生 混 合 料 级 配 的研 究 已 有 初 步 结 论 ，９ ８年 Ａ ｅｏｄ和 Ｈｉ ｓ提 出 了适 １８ ｋ ｒｙ ｃ ｋ
显 高 于 级 配 Ａ， 者 在 推 荐 的级 配 范 围 内 ； 者 的 前 后 粗 料基 本在 推 荐 的级 配范 围 内 ， 细料 含量 则低 于 而 推荐 的含量 ， 接 近于 现 场常 用 的混合 料 级配 。 更
２１ 年 ５ ０１ 月第 ５ 期
城 市道 桥 与 防 洪
科技研究
１７ ８
泡 沫 沥 青 冷 再 生混 合 料 物 理 力 学 性 能 研 究
张 卫 华
（ 海 市金 山区市 政： 管 理署 ， 海 ２０４ 上 ［程 上 ０ ５ ０） 摘 要 ： 沫 沥 青 冷 再 生 混 合 料 受 到 人 们 越 来 越 广 泛 的 关 注 ， 对 其 相 关 性 能 的 研 究 并 不 完 善 。 通 过 工 程 实 践 及 大 量 室 内 试 泡 但
范 围 对粉 料 的要 求 。 因此 ， 降低 工 程 造 价 ， 国 为 在 内 部 分冷 再 生 项 目中 ，适 当 地 调 低 级 配 中细 料 的
１２ 发 泡 性 能 ．
合 泡 沫 沥青 稳 定材 料 的级 配 范 围 ， 图 １ 示 的 级 见 所
配 上 限和下 限 。 沫 沥青 冷再 生 技术 在 一些 实 际 的 泡 丁 程 应 用 中 大 多套 用 图 １中 的级 配 范 围进 行 配 合 比设 计 。 而 ， 大量 的配 合 比设 计 中发 现 ， 然 在 回收 沥 青 路 面 材 料 （ 称 Ｒ Ｐ） 的 粉 料 （ ．７ ｍ以下 简 Ａ 中 ００ ５ｒ ｎ 的 细 料 ） 少 ， 进 行 混 合 料 级 配 调 整 时 ， 使 是 极 在 即 加 入 高 达 ３ ％的新 细 集 料 ， 然 很 难 满 足 该 级 配 ０ 仍
泡沫沥青温拌沥青混合料配合比设计方法及路用性能研究
［ 关键词 ］路面工程 ； 泡沫 沥青 ； 泡沫温拌沥青混合料 ；配合 比设计 ；路用性能
［ 中 图 分 类 号 ］Ｕ ４ １ ４ ． １ ［ 文 献标 识码 ］Ａ ［ 文 章 编 号 ］１ ６ ７ ４ — ０ ６ １ ０ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ５ － ０ １ ２ ８ — ０ ５
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（ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｗ ａ ｙ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ，Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ４ ５ ０ ０ ５ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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泡沫沥青冷再生混合料论文强度特性论文
泡沫沥青冷再生混合料论文强度特性论文摘要：为提高泡沫沥青冷再生路面结构的早期强度，充分发挥泡沫沥青冷再生混合料的材料性能，延长再生路面的使用寿命，应注意保证泡沫沥青冷再生结构层铺筑后一定时间的自然凉干，使结构层中的水一定程度减少后才能铺筑上覆沥青层，否则，当泡沫沥青冷再生层含水量较大时即铺筑上覆层，会因再生层结构强度低而发生早期破坏现象。
前言泡沫沥青稳定混合料可以在常温条件下进行拌和与摊铺作业，可显著减少能源消耗，降低废气粉尘排放，是一种节约资源、性能良好的路用材料。
泡沫沥青再生混合料铺筑的结构层一般无需较长时间养生，但在泡沫沥青混合料的使用中还应考虑其养生问题，因养生条件的不同会对泡沫沥青混合料力学特性及使用性能产生重要影响。
鉴于此，本文针对不同养生条件下泡沫沥青混合料的强度特性展开相关研究，以期探明养生方法对再生混合料强度特性的影响。
1实验设计试验分析采用73.5%沥青旧料+25%石屑+1.5%水泥的级配组成，沥青用量3.6%，拌和用水量2%。
对拌和好的混合料以马歇尔击实法成型10个试件，将试件在室温下放置24h，脱模后将试件分成两组：一组试件直接放入40℃烘箱养生、另一组试件则用塑料袋密封后放入40℃烘箱养生，以比较两种养生方法对混合料强度的影响。
此外，该部分研究中，将养生时间延长至168h，即研究试件在烘箱中养生24h（ld）、72h（3d）、120h（5d）、168h（7d）不同阶段的强度特性。
2不同养生条件下的强度特性分析不同养生条件下混合料强度测试结果如表1和图1所示，同时，不同养生条件下试件含水量也列于表1和图2。
由图1知，泡沫沥青混合料试件未密封直接养生的条件下，养生72h后干劈裂强度的增长已基本很少，从图2所示的含水量变化也可以看出，养生72h的试件含水量已很小，仅0.26%，72h后试件含水量基本不发生变化了。
对塑料袋密封的试件，40℃养生72h、120h、168h过程中，强度近似呈线性增长，从图2可见，密封的试件含水量在养生120h后减小速率慢慢变缓。
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泡沫沥青混合料的设计及性能分析【摘要】笔者更加多年工作经验结合我国大中修道路，国外使用情况，介绍了泡沫沥青冷再生技术；介绍了泡沫沥青的工作原理及性能指标；阐述了混合料配合比的优化过程，及注意事项；并结合国内研究提出了提高混合料水稳定性的建议。
【关键词】泡沫沥青；劈裂；强度；抗疲劳性
一、泡沫沥青原理
泡沫沥青又叫膨胀沥青，是将一定的冷水注入热沥青，使其体积发生膨胀，形成大量的沥青泡沫，短时间内沥青泡沫破裂。
当泡沫沥青与集料接触时，沥青泡沫化为小颗粒，散布于细粒料（特别是粒径小于0.075mm）的表面，形成粘有大量沥青的细料填缝料，经拌和压实，这些细料能填充于湿冷的粗料之间的空隙中并形成类似砂浆的作用，使混合料达到稳定。
二、泡沫沥青的性能
目前主要采用膨胀率和半衰期2个指标对沥青发泡特性进行评价。
膨胀率是指沥青发泡膨胀时达到的最大体积与泡沫完全消失时的体积之比，反映泡沫沥青的粘度大小。
半衰期是指泡沫沥青从最大体积降到最大体积的一半需要的时间，以s计，反映泡沫沥青的稳定性。
评价沥青发泡效果时，膨胀率和半衰期是两个密不可分的指标，最好的发泡效果应使两个值均比较大，而不能单独采用一个指标来控制。
建议发泡沥青的膨胀率≥10倍，半衰期≥8s。
三、泡沫沥青的配合比设计
（1）材料的回收，研究表明，不同的铣刨速率对混合料的级配会有明显影响，推荐采用铣刨速率为6m/min或者8m/min的铣刨机，并对rap材料进行筛分，并根据相关试验规范对材料进行检测。
（2）沥青用量。
最佳沥青用量可通过间接拉伸试验来确定。
制备不同沥青含量的泡沫沥青混合料试件（试件在最佳含水量下击实），在通风烘箱中养生3d，然后测试试件在浸水条件下的间接拉伸强度，选取试件在浸水条件下的最大间接拉伸强度对应的沥青用量作为最
佳沥青用量。
（3）拌和水量。
mobile公司以及brennen等人的研究都提出泡沫沥青混合料最佳拌和用水量为待稳定材料“疏松点”所对应的含水量，即待稳定材料达到最大疏松体积时所含的水量，约为aashto修正击实法所得最佳含水量的70％～80％。
lee通过研究建议采用标准aashto击实试验测定集料的最佳击实含水量omc，并以omc的65％～85％对应的含水量作为泡沫沥青混合料最佳拌和用水量。
（4）配合比设计的优化。
我国学者在国外研究的基础上编制了jtg f41-2008《公路沥青路面再生技术规范》，分别按照粗、中、细给出了其范围。
其中对细集料通过率要求较高，特别是对0.075mm筛孔通过率要求不低于5％。
这一点很难在工程实践中达到，因此推荐和指导也就失去了应有的意义。
所以有必要通过室内试验及工程应用情况，对泡沫沥青再生混合料的级配范围进行研究，降低细集料的部分用量，优化设计，以满足生产。
四、混合料的性能
水稳定性。
我国尚无泡沫沥青再生混合料水稳定性评价指标，
在实际工程中多参照国外经验，国外目前在评价泡沫沥青再生混合料水稳定性时的首要指标是该混合料试件的干、湿劈裂强度，以及两者的比值——干湿劈裂强度比（tsr）。
由于国内不同研究者所选用沥青的不同，实验数据相差较大，研究认为可以从以下几个方面着手提高混合料的水稳定性。
第一，适量的拌和水量。
拌和用水量是影响泡沫沥青再生混合料压实的首要因素，适量的拌和用水量能够使得混合料较容易达到工程要求的压实度，从而提高强度和水稳定性能。
第二，保证原材料中的细料数量。
泡沫沥青裹覆细集料颗粒，形成沥青胶浆，并在碾压过程中，将集料颗粒以“点焊”的方式粘结在一起，形成初期强度。
第三，适量的沥青。
泡沫沥青用量不足，部分细集料就不能被沥青充分裹覆，导致混合料的粘结力不足；泡沫沥青用量太多，过多的沥青分散于集料之间，形成润滑作用，也会导致混合料粘结力的下降。
只有当沥青用量为该级配的最佳沥青用量时，才能够达到最佳粘结效果，达到强度的峰值。
第四，添加一定量的活性材料。
目前较多的做法是添加水泥。
研究表明，其主要作用是改善材料的水稳定性。
但必须考虑较高的水泥掺量可能会引起混合料脆性的增加、抗疲劳性能的降低和干缩、温缩变形的增大等负面作用，因此要限制水泥用量。
目前建议的水泥掺量在1.5％～2.5％。
泡沫沥青冷再生技术在工程中的应用，缩短了工期，减少了资源的浪费和环境的破坏，具有巨大的经济效益、环境效益和社会效益。
不过目前该技术在我国还处于探索阶段，在强调可持续发展的
今天，进一步研究泡沫沥青冷再生技术，对我国公路的建设发展具有重要的意义。
参考文献
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portation．2003
[2]王德群，吴景，海崔巍．泡沫沥青再生混凝土柔性基层成套技术研究[j]．天津建设科技．2009
[3]粟关裔，李立寒，王太鑫．泡沫沥青再生混合料水稳定性的试验研究[j]．石油沥青．2008（4）。