沥青发泡原理及发泡特性的试验研究

简述了泡沫沥青的发泡原理，提出了沥青发泡特性的评价指标和影响因素。采用德国Wirtgen公司生产的WLBl0泡沫沥青实验机，对4种常用沥青进行了发泡试验。试验结果表明：沥青品种、发泡温度和发泡用水量是影响泡沫沥青发泡特性的主要因素；每种沥青的发泡效果与发泡温度(140℃以上)没有必然的联系，在150℃左右(国外一般认为在180℃左右)就能达到较好的发泡效果。按照一定的评价原则对4种沥青的发泡特性进行了比较，并确定了它们的最佳发泡条件，即发泡温度在150℃左右，用水量在1。5％左右。该条件的得出为拌制高质量的泡沫沥青混合料提供了一定的理论依据。     

沥青发泡特性的评价指标研究

评价沥青发泡效果的指标较多采用膨胀率和半衰期,而有研究表明,实验室发泡试验中测量的最大体积（膨胀率）要小于实际的最大体积,这样会对不同沥青发泡特性的评价造成影响。文章进一步论证了采用发泡指数来评价沥青发泡效果的可行性,研究发现,通过计算发泡指数可以比较直观的反映沥青的发泡特性,发泡指数的一个重要作用就是将其与集料温度联系起来,可以判定泡沫沥青的稳定效果。     

泡沫沥青混合料冷再生技术

根据国内外最新研究成果,介绍了沥青发泡原理及特性并对其影响因素分别从宏观和微观角度进行了分析,探讨了泡沫沥青混合料的设计方法,最佳拌和用水量试验,养生条件对泡沫沥青混合料的影响,实验室检测方法,力学特性的研究及其影响因素。文中列举了沥青发泡技术在一些温拌沥青混合料中的应用,提出并分析了泡沫沥青今后发展的几个重要问题,包括泡沫沥青混合料设计与评价方法,发泡剂的研制与选择,泡沫沥青改性及其工艺改进方法。     

沥青发泡特性的优化

为了优化沥青的发泡性能,采用5种表面活性剂及2种添加方式、6种发泡用水量及2种发泡水温进行沥青发泡试验,并进行不同发泡特性泡沫沥青拌制的泡沫沥青混合料的性能试验.结果表明:添加表面活性剂可以明显提高泡沫沥青半衰期,但不能有效改善泡沫沥青膨胀率;采用在沥青中添加阳离子表面活性剂、提高发泡用水量和发泡温度等综合技术措施,可以同时改善泡沫沥青的膨胀率和半衰期;泡沫沥青发泡效果对泡沫沥青混合料的劈裂强度、干湿劈裂强度比、冻融劈裂强度比和弯曲应变没有明显影响,但是对混合料疲劳寿命有较为显著的影响,良好的沥青发泡效果有利于混合料的长期性能.     

泡沫沥青冷再生混合料配合比设计初探

针对沥青发泡效果、再生混合料设计、再生层施工工艺、工程应用等技术问题,通过理论分析、室内试验,分别研究了普通沥青发泡特性、泡沫沥青冷再生混合料物理力学性能、泡沫沥青冷再生混合料的配合比设计方法,为冷再生技术的应用推广提供了参考依据。     

沥青发泡效果与泡沫沥青混合料性能的相关性

通过室内发泡试验,对沥青发泡效果的影响因素和变化范围进行了评价;制备了不同发泡效果的泡沫沥青混合料,探讨了发泡效果与泡沫沥青混合料性能的相关性;通过模拟沥青混合料拌和试验过程,分析了拌和过程与集料对沥青混合料发泡效果的影响因素;提出了沥青发泡效果评价指标的建议值,以指导泡沫沥青冷再生技术的工程应用.     

活化赤泥微粉温拌剂制备及泡沫温拌沥青性能研究

对烧结法赤泥进行高温活化处理,制备活化赤泥微粉矿物发泡温拌剂,在不同温拌条件下制备泡沫温拌沥青同时进行发泡特性测试,并采用室内试验测试发泡后沥青胶浆的性能,初步证实了赤泥作为矿物发泡温拌剂的可行性,并揭示了温拌剂及发泡残留水对沥青胶浆性能的影响规律。结果表明：活化赤泥微粉矿物发泡泡沫沥青具有超长半衰期;当温拌剂掺量为25%,发泡温度为150℃时,泡沫沥青发泡性能最好;温拌剂的掺入提高了沥青胶浆的高温稳定性,降低了温度敏感性;然而发泡残留水的存在削弱了沥青胶浆的低温性能,且随着试验温度的降低削弱作用更加显著。     

Terminal Blend橡胶泡沫沥青制备及性能评价

为弥补传统泡沫沥青高温稳定性和黏附性的不足,解决传统橡胶沥青发泡效果不理想的缺陷,对terminal blend（TB）橡胶泡沫沥青进行了研究,探究了TB橡胶泡沫沥青发泡效果的影响规律,对其微观形貌与特征进行了表征,同时评估了TB橡胶泡沫沥青的高温性能、温度敏感性和黏度.结果表明：采用TB橡胶沥青制备泡沫沥青具备可行性;相比传统泡沫沥青,TB橡胶泡沫沥青在温度敏感性降低的同时,还显著提升了高温性能和黏度;微观结果显示TB橡胶泡沫沥青的发泡过程仅为物理过程,而且受发泡温度和发泡用水量的影响,其中后者对整体发泡效果的影响更加明显;TB橡胶泡沫沥青的最佳发泡温度为160 °C、发泡用水量为2.7%.     

沥青发泡质量控制的参数化模型

采用无重复双因素方差分析法,就沥青发泡质量主要控制参数对沥青发泡质量的影响进行了显著性分析,建立了沥青发泡质量控制参数化模型,即沥青发泡膨胀率和半衰期与沥青发泡质量主要控制参数之间的函数表达式,并以误差分析法证明了该模型的有效性.     

沥青发泡性能评价指标及优化设计研究

采用3种不同品种和标号的沥青进行发泡试验,分析了采用膨胀率、半衰期评价沥青发泡性能存在的问题,探讨了发泡指数的计算方法及其作为沥青发泡性能评价指标的适用性.结果表明:并非沥青温度越高其发泡性能越好;以膨胀率、半衰期指标设计最佳发泡用水量缺乏理论依据;采用不同回归方程对沥青泡沫衰变过程进行两阶段拟合,可获得较为准确的发泡指数,但并非发泡指数越大,沥青发泡性能越好,发泡指数应与膨胀率、半衰期结合用于沥青发泡性能的评价与优化设计.基于研究成果,提出了沥青发泡性能的优化设计方法.     

泡沫沥青技术与装备的研究

结合中国国情阐述泡沫沥青技术的市场机遇,分析开发沥青发泡功能模块的迫切性,提出在搅拌站上增设沥青发泡功能模块,实现泡沫沥青厂拌冷再生工艺和以泡沫沥青为稳定剂的新料冷拌工艺。基于模块化思想成功研制沥青发泡功能模块,并通过沥青发泡试验验证其应用性能。     

泡沫温拌沥青混凝土的生产和使用特性研究

泡沫温拌沥青混凝土是一种新型混凝土材料,其中,温拌沥青混合料是一种沥青生产拌合温度介于热拌和冷拌沥青混合料生产拌合温度之间的一种沥青混合料,其性能与热拌沥青混合料类似,经试验满足道路沥青混合料使用性能要求。且与热拌沥青相比降低了拌合温度、简化了生产过程、节约了能源。而在温拌沥青混凝土的基础上采用发泡工艺又能节约沥青质,保护资源,有利于环境保护。本文对泡沫温拌沥青混凝土的特性及技术要求进行研究分析,包括泡沫温拌石油沥青的材料组成、特性、发泡原理分析和制备过程中的技术要求等。用特殊的发泡机加水发泡改变温拌沥青混合料中沥青的形态,使沥青是以泡沫的形态注入到集料中;使得泡沫温拌沥青混凝土在其高温稳定性、低温稳定性和水稳定性等实用性能得以保证的情况下节省材料,环保绿色。     

利用工程化方法分析沥青发泡过程参数的敏感性

为了定量化描述沥青发泡过程设计参数与沥青发泡效果之间的动力学关系,提出了沥青发泡过程参数敏感性的工程化分析方法;根据多场条件下的多相流体动力学理论,建立了沥青发泡过程设计参数与耦合场分布的动力学模型,并分析了不同沥青发泡腔结构参数下的耦合场分布情况.结果表明:耦合场分布的统计数值与沥青发泡试验数据之间具有确定的相关性,沥青发泡动力学模型能够在一定程度上表征实际沥青发泡效果;利用沥青发泡动力学模型,从工程化角度对沥青发泡过程参数进行敏感性分析,得出了不同设计参数对耦合场分布影响的敏感性系数.     

泡沫沥青的研究

本文介绍泡沫沥青的研究成果，包括泡沫沥青的发泡工艺和基本性能，泡沫沥青混合料的物理力学性能和生产工艺以及对它的综合评价。     

泡沫沥青温拌技术在道路工程中的应用

沥青混合料温拌技术以其节能减排的显著优势得到越来越广泛的应用。论述了一种采用特殊的沥青发泡装置,通过在高温沥青中加入一定比例的水,使沥青发泡,以降低沥青混合料拌和温度的新技术。应用研究结果表明,泡沫沥青温拌技术能够有效降低沥青混合料的生产施工操作温度,且泡沫沥青温拌混合料的路用性能仍能达到热拌沥青混合料的标准。     

沥青发泡腔内多相流场解析与试验的对比评价

为制定沥青发泡腔结构设计的评价机制,提出了基于沥青发泡腔内多相流场解析与试验的对比评价方法,即建立沥青发泡过程动力学模型,以解析不同发泡腔结构下的多相流场分布.通过解析结果与试验数据的对比,验证了上述模型的有效性;进而建立发泡腔结构设计的评价指标,与试验数据进行对比分析后,得到了沥青发泡腔结构设计的评价机制,且在一定程度上揭示了沥青发泡机理,即发泡腔内沥青与水的混合均匀度越差、温度波动越大、水蒸气越少,则沥青发泡效果越好,发泡腔结构设计越合理.     

基质沥青发泡性能影响因素分析

通过对SK70号、SK90号、ZH70号三种沥青进行发泡试验,测试沥青膨胀率和半衰期指标,评价沥青常规指标、发泡温度、用水量对沥青发泡效率的影响,提出基质沥青合理发泡条件。研究结果显示,沥青类型对发泡效率有显著影响,在相同发泡条件下,ZH70号基质沥青发泡效率高于其他两种沥青;灰色关联分析结果表明,沥青的60℃动力粘度与发泡效率相关性显著,动力粘度较小的沥青具有更好的发泡效果;沥青的膨胀率随发泡温度和用水量的增加变化规律较为明显,提高温度能够增大膨胀率,对半衰期无明显影响;建议试验温度取160℃～170℃,发泡加水量取2.0%～2.5%,推荐膨胀比大于15倍,半衰期大于8 s。     

发泡剂对沥青发泡和混合料水稳定性的影响

提出了掺发泡剂泡沫沥青的微观结构模型,分析了发泡剂在沥青发泡过程中的作用原理.从改善沥青发泡与提高冷再生泡沫沥青混合料的水稳定性角度出发,选择了3种发泡剂(A,B,C),并分别进行了沥青发泡试验和混合料劈裂强度试验.结果表明:A发泡剂(Redicote C-450)对泡沫沥青膨胀率的影响较小,对泡沫沥青半衰期基本无影响;B发泡剂(十六烷基三甲基溴化铵)对泡沫沥青膨胀率和半衰期影响都较大;C发泡剂(仕博阳离子中裂型乳化剂)对泡沫沥青膨胀率基本无影响,但使泡沫沥青半衰期提高了1倍;A,B,C发泡剂均可大大增强混合料的水稳定性;使用先进冷再生设备时,发泡剂的选择应着重考虑其抗剥落性能.     

基于泡沫沥青的温拌混合料技术

介绍了泡沫温拌沥青技术在国内外的应用情况,分析了其优越的技术性能,并对泡沫沥青的发泡原理及性能影响因素进行了阐述,指出了该混合料存在的问题,为今后的研究与应用提供了借鉴。     

泡沫沥青冷再生技术在大莲路工程中的应用

结合北京市延庆县大莲路大修工程,利用铣刨回收的沥青路面旧料,进行泡沫沥青冷再生的研究。通过室内配合比设计,确定了发泡沥青的发泡条件、再生混合料级配组成及最佳泡沫沥青用量,并对该路铣刨的3种不同旧料进行了再生混合料性能检验,确定了泡沫沥青冷再生混合料的最终目标配合比。结合该试验路工程,简述了厂拌泡沫沥青冷再生的施工工艺,并对再生效果进行了检测。