老化法测定含再生沥青路面的热拌沥青混凝土混合料的低温性能的等效性
摘 要
寒冷地区的沥青路面容易发生热裂。目前在原材料中掺加再生沥青路面的施工实践进一步恶化了沥青混凝土的低温性能。本研究的重点是通过遵循AASHTO TP125-16，找出松散沥青混合料的短期老化与压实混合料的长期老化之间的等价性。对两种超级路面配合比设计、四种再生沥青路面（RAP）含量和六种不同老化期的沥青混合料在两种不同温度下的路用性能进行了分析。用RAP和老化指数来说明RAP的加入和老化对沥青混合料性能的综合影响。研究发现，在135℃下老化4小时的松散混合物产生的低温性能与在80℃下老化5天的紧密混合物相似。本研究的结果有助于弯梁流变仪作为一种潜在的在施工过程中的低温性能质量控制工具。
关键词：再生沥青路面（RAP）；短期老化；长期老化；AASHTO TP125-16；弯梁流变仪（BBR）；低温性能
- 介绍
1.1背景
沥青路面的低温性能是指沥青混凝土在冰冻天气下收缩而产生的承受热应力的能力。沥青混合料可以通过其松弛应力的能力来处理这些力。只要应力松弛比应力累积快，混合物就可以通过流动和热量释放能量，而不是产生新的表面。由于沥青结合料对沥青混凝土的应力松弛能力有贡献，许多研究者试图单独测试结合料，并将沥青结合料的性能与沥青混凝土复合材料的性能联系起来[1–3]。然而，这种方法往往无法捕捉沥青粘合剂和骨料之间的相互作用，更重要的是，再生沥青路面（RAP），其他添加剂，长期氧化老化的影响。如今在这方面已经取得了一定的成功，因此，有必要开展沥青混凝土混合料的实际试验，以评估其低温性能[4]。
由于RAP材料具有低碳足迹和节约成本的优点，公路机构在路面施工中越来越多地使用RAP材料。尽管许多州允许沥青混凝土中RAP含量超过30%，但州政府机构使用的RAP含量平均在10%到20%之间[5]。限制使用较高RAP含量的原因在于未经处理的RAP粘合剂和RAP粘合剂之间的混合程度不确定。RAP在多大程度上与新鲜沥青完全混合，或者仅仅起到“黑石”的作用，即没有混合作用，这在很大程度上是未知的[6]。
另一个主要关注的是沥青粘合剂分子的大气氧化，这是一个长期过程。沥青混合料的流变性能受摊铺温度和加载速率（即时间）的影响很大。因此，时温叠加原理可以有效地应用于确定其在冰冻天气下的性能[7]。研究人员一直在寻找一种实用的方法来表征沥青混合料的低温性能。为确定沥青混合料的低温性能，开发了ASTM D7313（圆盘形压实拉伸试验，即DC（T））、AASHTO T322（间接拉伸试验，即IDT）和AASHTO TP10（热应力抑制强度试验，即TSRST）等程序。然而，除了研究项目外，这些试验中没有一项被用于沥青混合料低温性能的设计或质量控制和保证（QC/QA）的常规混合料试验。目前，DC（T）正在芝加哥、威斯康星州和伊利诺伊州的几个收费公路项目中进行评估。明尼苏达州交通部（MnDOT）也在运行项目，以在其规范中使用该试验[8]。未采用上述试验的原因包括所需材料的数量/体积、测试设备和制冷单元的成本和大小、数据分析或解释的复杂性、实验室人员席的训练以及测试结果之间的高变异性[9]。最近，AASHTO TP125-16被开发为一种更直接、更快、相对便宜、可重复使用的方法，使用弯曲梁流变仪（BBR）测试沥青混合料的低温性能。结果表明，沥青混合料的徐变柔度可以用来控制沥青混合料的低温性能，其控制方法与IDT相当[10]。这些结果可用于预测现场施工期间的热应力[11]。或者，可以对混合物进行单点测量，如粘合剂规范（AASHTO T313）中使用的测量，以帮助通过众所周知的过程了解混合物的性能。应用该方法可以评价RAP和老化对沥青混合料低温性能的影响。因此，在本研究中，根据AASHTO TP125-16，使用BBR测试不同类型的沥青混合料。第2节描述了本研究的方法，第3节描述了方法。第4节讨论了结果、统计分析以及与先前研究的联系。最后，第5节总结了研究结果。
1.2目标
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