Utafiti huu ni mapitio ya kina yanayochunguza mchanganyiko wa lami iliyorejelewa kwa njia baridi, unaowezesha kutumia tena kwa viwango vya juu tabaka la zamani la lami lililofukuliwa, kwa mtazamo wa viwango vingi kuanzia muundo wa ndani wa vinyweleo hadi mwingiliano wa kimolekuli, kutoka ukuaji wa awali wa uimara hadi utendaji wa muda mrefu wa shambani na athari za kimazingira zinazotokana na mzunguko wa maisha. Katika urejelezaji baridi, nyenzo ya tabaka la lami lililorejelewa, yaani RAP, kwa kawaida huunganishwa na emulsion ya bitumini au lami iliyotiwa povu na, katika baadhi ya michanganyiko, vijazaji hai kama saruji. Joto la mchanganyiko kuwa la chini kuliko katika uzalishaji wa lami ya moto, kupungua kwa hitaji la aggregate mpya na bitumini, na matumizi ya kiwango cha juu cha RAP vina uwezo mkubwa wa kupunguza matumizi ya nishati, utoaji wa gesi chafu na kiasi cha taka.

Hitimisho kuu la mapitio ni kwamba utendaji wa lami iliyorejelewa kwa njia baridi hauwezi kuelezwa kwa uwiano mmoja tu wa sehemu. Katika kiwango cha makro, kiasi cha vinyweleo, muunganisho wa vinyweleo na kuingiliana kwa mifupa ya aggregate; katika kiwango cha mezo, maeneo ya mpito kati ya lami mpya na lami iliyozeeka; na katika kiwango cha mikro na nano, usambaaji wa kimolekuli, mwingiliano wa polar, molekuli za maji na bidhaa za hydration ya saruji zote kwa pamoja ni muhimu. Uwezo wa lami mpya kupenya kwenye tabaka la lami iliyozeeka na mwendelezo wa miingiliano kati ya nyenzo tofauti huathiri moja kwa moja uhamishaji wa mkazo, uharibifu wa unyevu, maisha ya uchovu na maendeleo ya nyufa.

Ukuaji wa uimara unaelezwa kwa mchanganyiko wa mifumo miwili mikuu: msongamano wa kimwili na uunganishaji wa kikemikali kwa saruji. Katika hatua ya kwanza, kuingiliana kwa aggregate, kubana, upotevu wa maji, kuvunjika kwa emulsion ya bitumini, kutengenezwa kwa filamu ya lami na hydration ya saruji hufanya kazi kwa pamoja. Katika hatua inayofuata, kuendelea kwa hydration, kutulia kwa filamu ya lami, kujazwa kwa vinyweleo na kuongezeka kwa msongamano wa maeneo ya mpito ya miingiliano huufanya uimara kuwa thabiti. Utafiti unaripoti kwamba sehemu kubwa ya ongezeko la awali la uimara hutokea ndani ya siku chache za kwanza, huku muda wa ziada wa curing ukichangia hasa uthabiti wa kimuundo.

Tafiti zilizokusanywa katika mapitio zinaonyesha kwamba kiwango cha RAP katika matumizi mengi kinaweza kutoa uwiano mzuri wa utendaji katika takriban %60-80. Hata hivyo, katika baadhi ya sehemu inapendekezwa RAP isizidi %70, ilhali majaribio mengine yameripoti matokeo mazuri kwa %80, %90 au %100 RAP. Tofauti hii inaonyesha kwamba hakuna kiwango kimoja cha RAP kinachofaa kila mahali; kiwango cha kuzeeka, usambazaji wa aggregate, binder, maji, kubana na tabaka la matumizi lazima vitathminiwe kwa pamoja.

Katika tathmini za mzunguko wa maisha, katika mojawapo ya mifano iliyochunguzwa matumizi ya nishati ya mchanganyiko wa lami ya moto yalikuwa takriban 300 MJ/t, ilhali urejelezaji baridi wa papo hapo ulifikia takriban 170 MJ/t. Katika ulinganisho huo huo, utoaji wa gesi chafu uliripotiwa kuwa takriban 23,5 kg CO₂ sawa/t kwa lami ya moto na takriban 14 kg CO₂ sawa/t kwa urejelezaji baridi wa papo hapo. Hata hivyo, miradi mingine ya shambani imeonyesha thamani kubwa zaidi za moja kwa moja za nishati na utoaji. Kwa hiyo, matokeo hayapaswi kulinganishwa moja kwa moja bila kuzingatia mipaka ya mradi, umbali wa usafirishaji, uzalishaji wa binder, kiasi cha saruji na vifaa vilivyotumika.

Kwa mtazamo wa Uturuki: Utafiti una thamani ya moja kwa moja kwa utafiti wa matengenezo na ukarabati wa barabara nchini Uturuki, matumizi tena ya nyenzo ya lami iliyofukuliwa, uboreshaji wa barabara za vijijini na barabara zilizogawanywa, lami za manispaa na teknolojia za lami za joto la chini. Kwa matumizi nchini Uturuki, viwango vya kuzeeka kwa RAP katika maeneo tofauti ya hali ya hewa vinapaswa kubainishwa, muundo wa mchanganyiko ufanywe kwa aggregate na emulsion za bitumini za ndani, kiasi bora cha maji na saruji kithibitishwe katika hali za shambani, majaribio ya kuganda-kuyeyuka na hali ya hewa ya joto na unyevunyevu yafanywe, uchovu na rutting chini ya mizigo mizito ya magari upimwe, sehemu za majaribio zitumie vifaa vya ndani vya kubana, na sababu za utoaji wa mzunguko wa maisha maalumu kwa Uturuki zitumike. Kutokana na utafiti huu haiwezekani kutoa kiwango kimoja cha RAP, saruji, maji au emulsion kinachofaa barabara zote nchini Uturuki; akiba ya moja kwa moja ya gharama; ufuataji wa moja kwa moja wa viwango vilivyopo; au hitimisho la matumizi salama katika tabaka la uso.

Mchanganyiko wa lami iliyorejelewa kwa njia baridi ni nini?

Mchanganyiko wa lami iliyorejelewa kwa njia baridi ni nyenzo ya barabara inayozalishwa kwa kuchanganya tena katika joto la chini nyenzo ya lami iliyorejelewa kutoka kwenye tabaka lililopo pamoja na binder mpya, maji, aggregate mpya inapohitajika na vijazaji hai. Katika utafiti huu kifupi CRAM kinatumika kwa nyenzo hii, na RAP kinatumika kwa tabaka la lami lililorejelewa.

Njia mbili kuu za binder zinajitokeza:

• Emulsion ya bitumini: Ni mfumo wa binder ambapo matone ya bitumini yamesambazwa ndani ya maji. Maji yanapoondoka na emulsion kuvunjika, filamu ya lami hutengenezwa juu ya uso wa aggregate.
• Lami iliyotiwa povu: Ni binder inayotengenezwa kwa kuongeza kiasi kidogo cha maji kwenye bitumini ya moto ili kuongeza ujazo wake kwa muda na kuboresha urahisi wa kufanyiwa kazi.

Urejelezaji baridi unaweza kufanywa katika kiwanda cha kati au moja kwa moja kwenye barabara iliyopo. Katika urejelezaji baridi wa papo hapo, kufukuliwa, kuchanganya, kuongeza binder, kutandaza na kubana hufanywa kwenye njia yenyewe. Njia hii inaweza kupunguza usafirishaji wa nyenzo kwa umbali mrefu. Hata hivyo, vifaa, hali ya hewa, unyevu wa tabaka lililopo na kutofautiana kwa nyenzo huwa muhimu zaidi.

Kwa nini utafiti unatumia mtazamo wa viwango vingi?

CRAM si nyenzo yenye muundo mmoja tu wa aggregate na lami. Tabaka la lami iliyozeeka linalozunguka aggregate ya zamani, lami mpya, aggregate mpya, chembe za saruji, bidhaa za hydration, maji na nafasi za hewa zote zipo ndani ya muundo huo huo. Athari za vipengele hivi hujitokeza katika viwango tofauti:

Kielelezo 1 kwenye ukurasa wa 6 wa utafiti kinaonyesha mfumo wa jumla wa mapitio unaounganisha viwango hivi vitatu vya muundo na uundaji wa uimara, utendaji wa maabara, utendaji wa shambani na tathmini ya mzunguko wa maisha.

Kwa nini vinyweleo ni muhimu katika kiwango cha makro?

Tomografia ya kompyuta ya X-ray huruhusu muundo wa ndani kuonyeshwa kwa pande tatu bila kukata sampuli. Kielelezo 2 kwenye ukurasa wa 7 kinaonyesha scanning, segmentation ya picha, uundaji wa nafasi za hewa na utenganishaji wa awamu za aggregate-lami.

Si uwiano wa jumla wa vinyweleo pekee bali pia ukubwa, umbo, mahali na muunganisho wao huathiri utendaji. Vinyweleo vikubwa vilivyounganishwa vinaweza:

• Kuwezesha maji kusonga ndani ya nyenzo.
• Kusababisha mkusanyiko wa mkazo katika miingiliano ya aggregate na mortar.
• Kuunda njia dhaifu ambamo nyufa za uchovu zinaweza kuendelea.
• Kupunguza msongamano na uwezo wa kuhamisha mzigo.

Tafiti zilizochunguzwa zinaonyesha kwamba usambazaji wenye uwiano mzuri wa chembe na kiasi kinachofaa cha aggregate ndogo unaweza kupunguza nafasi kubwa. Hata hivyo, gradation iliyo laini sana inaweza kupunguza ustahimilivu wa rutting; gradation iliyo coarse sana inaweza kudhoofisha uchovu na ustahimilivu wa nyufa. Kwa hiyo, gradation inapaswa kuchaguliwa si kwa kuongeza sifa moja tu hadi kiwango cha juu, bali kwa kusawazisha cracking, uchovu na deformation ya kudumu.

Uhusiano kati ya kiwango kikubwa cha RAP na muundo wa vinyweleo si sawa katika tafiti zote. Katika baadhi ya majaribio, %100 RAP ilihusishwa na porosity ya jumla iliyo juu zaidi lakini vinyweleo vidogo na tabia nzuri ya uchovu, wakati tafiti nyingine zilionyesha kwamba kiwango kikubwa cha RAP kilisababisha gradation isiyo ya kawaida, coating dhaifu na kutokuwepo kwa mwendelezo wa interface. Matokeo hutegemea chanzo cha RAP, kiwango cha kuvunjika, mkusanyiko wa lami ya zamani na mbinu ya kuchanganya.

Ni miingiliano gani ipo katika kiwango cha mezo?

Kielelezo 3 kwenye ukurasa wa 13 kinaonyesha kwamba ndani ya CRAM hakuna kiolesura kimoja tu bali kuna maeneo mengi ya mpito yaliyohusiana:

• Kiolesura kati ya lami mpya na lami iliyozeeka.
• Kiolesura kati ya lami mpya na aggregate mpya.
• Kiolesura kati ya lami iliyozeeka na aggregate ya zamani.
• Kiolesura kati ya lami iliyozeeka na aggregate mpya.
• Kiolesura kati ya bidhaa za hydration ya saruji na filamu ya lami.

Maeneo haya kwa pamoja yanatathminiwa kama eneo la mpito la kiolesura, yaani ITZ. Kiolesura chenye vinyweleo, kilichokatika au legevu kinaweza kurahisisha kuanza kwa nyufa. Kiolesura kilicho na msongamano mkubwa na mwendelezo mzuri kinaweza kuboresha uhamishaji wa mkazo, ustahimilivu wa unyevu na utendaji wa uchovu.

Geli za calcium silicate hydrate, yaani C-S-H, zinazozalishwa kutokana na hydration ya saruji zinaweza kujaza vinyweleo na kuunda muundo wa kimtandao kuzunguka mfumo wa aggregate-lami. Hata hivyo, saruji nyingi inaweza kuunda mifupa iliyo brittle zaidi kuliko awamu ya lami yenye elasticity na hivyo kuongeza mikazo ya shrinkage na hatari ya nyufa.

Je, lami mpya na lami iliyozeeka huchanganyika kikamilifu?

Tabaka la lami iliyozeeka kuzunguka chembe za RAP si homogeneous. Sehemu karibu na uso zinaweza kuwa zimezeeka zaidi na ndani ya tabaka kunaweza kuwa na gradient ya sifa inayotegemea kina. Molekuli za lami mpya husambaa kwa diffusion ndani ya tabaka lililozeeka; hata hivyo, mchakato huu hauleti kila wakati mchanganyiko kamili.

Kielelezo 4 kwenye ukurasa wa 18 kinaonyesha mifano ya kimolekuli ya lami mpya, lami iliyozeeka, aggregate, saruji na maji. Kulingana na tafiti za molecular dynamics, nguvu za van der Waals na mwingiliano wa polar ni muhimu katika kuungana kwa lami mpya na iliyozeeka. Kuongezeka kwa joto kunaweza kurahisisha mwendo wa molekuli na diffusion; maji yanaweza kushindania maeneo ya kuunganisha na hivyo kudhoofisha nishati ya interface na adhesion.

Imeripotiwa kwamba modifiers kama SBS polymer, epoxy ya maji, mafuta ya mboga yaliyotumika na rejuvenators zinaweza kutawanya upya makundi ya lami iliyozeeka au kuongeza uhamaji kati ya molekuli. Hata hivyo, kiwango kinachofaa cha viungio hivi hutegemea kiwango cha kuzeeka kwa RAP na utendaji unaolengwa.

Uimara hutengenezwa kwa utaratibu gani?

Mapitio yanaeleza shear strength ya CRAM kwa kigezo cha Mohr-Coulomb:

\[ \tau = c + \sigma \tan \phi \]

Ambapo:

• τ ni shear strength.
• c ni cohesion.
• σ ni normal stress.
• φ ni pembe ya internal friction.

Cohesion hutokana na filamu ya lami, bidhaa za hydration ya saruji na uunganishaji kwenye miingiliano. Kipengele cha σ tan φ kinahusiana na kuingiliana kwa chembe za aggregate, msuguano wa uso na muundo wa mifupa. Uimara wa CRAM hutegemea kufanya kazi kwa pamoja kwa uunganishaji wenye kunyumbulika wa lami na mifupa migumu zaidi ya madini-hydration.

Hatua nne za ukuaji wa uimara

Kielelezo 5 kwenye ukurasa wa 23 kinafupisha ukuaji wa uimara katika hatua nne:

1. Kuchanganya: RAP, aggregate mpya, matone ya emulsion, maji na saruji hugusana kimwili. Uimara hutokana hasa na kuingiliana kwa aggregate.
2. Kubana: Umbali kati ya chembe hupungua, sehemu za kugusana huongezeka na bidhaa za awali za hydration hujaza nafasi ndogo.
3. Curing ya awali: Matone ya emulsion huungana na kuwa filamu endelevu ya lami. Upotevu wa maji, hydration na uunganishaji wa interface huleta ongezeko la haraka la uimara.
4. Curing ya muda mrefu: Filamu ya lami hutulia, hydration huendelea, vinyweleo vilivyobaki hujazwa na maeneo ya mpito ya interface huongezeka msongamano.

Katika saa 24 za kwanza, kuungana kwa matone ya lami na kutengenezwa kwa bidhaa za hydration huchukuliwa kuwa muhimu. Kielelezo 6 kwenye ukurasa wa 25 kinaonyesha mabadiliko ya microstructure katika 0,5, 2, 5, 8 na 24 saa, yakifuatilia mabadiliko ya matone ya emulsion yaliyotengana kuwa filamu endelevu ya lami.

Katika baadhi ya tafiti imeripotiwa kwamba takriban %70 ya maji huondoka ndani ya siku tatu za kwanza na ongezeko la haraka zaidi la uimara hutokea katika kipindi hiki. Baada ya siku tano kasi ya ukuaji wa uimara hupungua; katika kipindi cha siku 15-30, hydration inayoendelea na kujazwa kwa vinyweleo huchangia zaidi uthabiti wa kimuundo.

Kwa nini kiasi cha saruji lazima kichaguliwe kwa uangalifu?

Saruji inaweza kuboresha uimara wa awali na ustahimilivu wa unyevu. Katika baadhi ya majaribio yaliyokusanywa, iliripotiwa kwamba wakati kiwango cha saruji kiliongezwa kutoka %0 hadi %3, indirect tensile strength ya siku saba iliongezeka kutoka takriban 0,1 MPa hadi 0,8 MPa.

Katika muhtasari wa jumla, takriban %1,5-2,0 saruji imewasilishwa kama uwiano unaofaa kati ya uimara na uwezo wa deformation. Kiasi cha saruji kinapoongezeka:

• Bidhaa za hydration kama C-S-H na ettringite zinaweza kujaza vinyweleo.
• Mtandao mgumu wa uunganishaji unaweza kuundwa kati ya mifupa ya aggregate na filamu ya lami.
• Indirect tensile strength na ustahimilivu wa unyevu vinaweza kuongezeka.

Hata hivyo, saruji nyingi inaweza:

• Kufanya mchanganyiko kuwa brittle.
• Kuongeza shrinkage ya kukauka na ya joto.
• Kupunguza maisha ya uchovu na ustahimilivu wa nyufa za joto la chini.
• Kuongeza utoaji wa kaboni wa mzunguko wa maisha.

Kwa hiyo, pendekezo la takriban %2 katika utafiti si thamani ya lazima ya specification, bali linaonyesha mwelekeo wa pamoja wa tafiti tofauti.

Je, kuna kiwango kimoja bora cha RAP?

Hapana. Mapitio yanajumuisha tafiti zilizotumia RAP kutoka %20 hadi %100 katika hali tofauti. Waandishi wanasema katika sehemu ya hitimisho kwamba %60-80 RAP inaweza kutoa utendaji wenye uwiano katika hali nyingi. Hata hivyo, katika sehemu ya tathmini ya kina pia inapendekezwa kwa tahadhari ya jumla kwamba RAP isizidi %70.

Sababu za tofauti hii ni:

• Kiwango cha kuzeeka kwa RAP na ugumu wa binder ya zamani.
• Tofauti kati ya ukubwa halisi wa chembe za makundi ya RAP na ukubwa unaoonekana kupitia sieving.
• Kiwango ambacho lami mpya hufunika uso wa RAP.
• Uwiano wa aggregate ndogo na coarse.
• Kiwango cha stress na uwiano unaolengwa wa uchovu-rutting.
• Binder, saruji, maji na mbinu ya kubana.

Katika baadhi ya tafiti, %90 RAP ilitoa maisha ya uchovu ya juu zaidi katika kiwango cha chini cha stress, wakati %80 RAP ilitoa matokeo bora katika stress kubwa. Tafiti nyingine zilionyesha kupungua kwa dynamic stability na indirect tensile strength RAP ilipozidi %70. Kwa hiyo, kiwango cha RAP hakipaswi kuamuliwa kwa lengo la urejelezaji pekee, bali pamoja na tathmini ya utendaji na characterization ya interface.

Athari ya gradation ya chembe

Gradation laini inaweza kutoa eneo kubwa zaidi maalumu la uso na mawasiliano endelevu zaidi ya lami-aggregate. Hali hii inaweza kupunguza kiasi cha vinyweleo na kuboresha ustahimilivu wa nyufa na wa unyevu. Kwa upande mwingine, mchanganyiko laini unaweza kuwa nyeti zaidi kwa deformation ya kudumu katika joto la juu.

Gradation coarse inaweza kuunda mifupa imara ya mawe na ustahimilivu wa rutting; lakini vinyweleo vikubwa vilivyounganishwa na miingiliano iliyokatika vinaweza kurahisisha nyufa za uchovu. Mapitio yanaonyesha kwamba gradation ya kati au endelevu mara nyingi hutoa uwiano bora kati ya uimara na durability ya muda mrefu.

Aina na kiasi cha binder

Emulsion za bitumini za cationic hupendelewa mara kwa mara kwa sababu ya uwezo wake wa kuadsorb kwenye nyuso za aggregate za madini. Emulsion yenye viscosity kubwa na inayovunjika polepole inaweza kutoa muda zaidi kwa lami kuenea juu ya uso wa RAP. Emulsion inayovunjika kwa kasi ya kati au haraka sana inaweza kusababisha maji kutoka mapema na coating isiyotosha.

Katika tafiti zilizochunguzwa, kiasi cha emulsion kwa kawaida kiko katika %3,2-5,0 na takriban %4 binder imeripotiwa mara nyingi kama thamani inayofaa. Binder isiyotosha inaweza kuunda filamu nyembamba na iliyokatika. Binder nyingi inaweza:

• Kulainisha mifupa ya aggregate na kupunguza mawasiliano ya mawe.
• Kuongeza kiasi cha lami huru na porosity.
• Kupunguza ustahimilivu wa rutting.
• Kuathiri vibaya kubana na workability.

Emulsion zilizobadilishwa kwa SBS zinaweza kuunda mtandao wa elasticity unaochelewesha maendeleo ya nyufa. Mifumo ya epoxy ya maji inaweza kuunda muundo wa cross-link kwenye miingiliano ya lami mpya-ya zamani na lami-aggregate. Hata hivyo, epoxy nyingi inaweza kupunguza workability na kufanya mchanganyiko kuwa mgumu kupita kiasi.

Vijazaji, nyuzi na viungio vya rejuvenator

Viwango hivi vimetokana na nyenzo na hali tofauti za majaribio. Vikitekelezwa pamoja katika formulation moja, mwingiliano wake lazima uthibitishwe kando.

Kwa nini maji ya mchanganyiko ni kigezo muhimu?

Maji kwa upande mmoja yanahitajika kwa hydration ya saruji; kwa upande mwingine huathiri usambazaji wa emulsion, kuloweshwa kwa uso wa aggregate, resistance ya mchanganyiko na kubana. Maji yasiyotosha yanaweza:

• Kuzuia hydration ya saruji.
• Kuzuia usambazaji mzuri wa emulsion na aggregate.
• Kupunguza athari ya lubrication inayohitajika kwa kubana.

Maji mengi yanaweza:

• Kurefusha uvukizaji na muda wa curing.
• Kuunda vinyweleo vingi zaidi na vilivyounganishwa zaidi.
• Kulegeza mifupa ya aggregate.
• Kuunda filamu ya muda ya maji kwenye interface ya lami-aggregate na kupunguza adhesion.

Katika mapitio, thamani bora za maji za takriban %3,5-5,3 zimeripotiwa kwa mifumo tofauti, huku %4,2-5,3 ikijitokeza katika syntheses nyingi. Hata hivyo, unyevu wa asili uliobebwa na RAP wakati wa kuhifadhi usipojumuishwa katika hesabu ya jumla ya maji, kiasi halisi cha maji kinaweza kuwa juu kuliko thamani iliyobuniwa.

Kielelezo 13 kwenye ukurasa wa 42 kinaonyesha uhusiano kati ya kiasi cha maji wakati wa curing na indirect tensile strength, microcracks katika viwango tofauti vya unyevu, na mifano ya molekuli yenye filamu ya maji. Matokeo yanaonyesha kwamba athari ya maji si ya mstari na haiwezi kuelezwa kwa kiwango cha jumla pekee.

Mbinu ya kubana hubadilishaje utendaji?

Kubana huamua mawasiliano ya aggregate, usambazaji wa vinyweleo, mahali pa filamu ya lami na msongamano wa bidhaa za hydration kwenye miingiliano. Kielelezo 14 kwenye ukurasa wa 45 kinalinganisha Marshall, Superpave gyratory compaction, vibration, static load na field roller.

Katika mapitio, Superpave gyratory compaction na vertical vibration method katika baadhi ya tafiti zimezalisha sampuli zenye msongamano mkubwa na homogeneous zaidi kuliko Marshall. Imeripotiwa kwamba porosity inaweza kupunguzwa kutoka takriban %12 hadi %9-10 kwa mbinu za gyratory na vertical vibration.

Sampuli zilizotengenezwa kwa vertical vibration method zimeripoti correlation ya zaidi ya %90 na cores za shambani katika sifa za mechanical na katika baadhi ya majaribio maisha ya uchovu marefu kwa %36-325. Kwa upande mwingine, vibration compaction katika baadhi ya mchanganyiko wa foamed asphalt ilisababisha kupotea kwa aggregate au kudhoofika kwa interface.

Secondary compaction inalenga kuiga densification ya baadae chini ya trafiki katika maabara. Katika baadhi ya tafiti, secondary compaction ilipunguza porosity hadi %7-9 na kutoa utendaji karibu na matokeo ya shambani. Hata hivyo, compaction kupita kiasi inaweza kusababisha kuvunjika kwa aggregate, kuharibika kwa mifupa ya saruji na microcracks za ndani.

Curing inayosaidiwa na microwave

Matibabu ya microwave yanalenga kupasha joto lami na vipengele vya madini kwa ujazo ili kuharakisha kuvunjika kwa emulsion, kuondoka kwa maji na hydration ya saruji. Kielelezo 15 kwenye ukurasa wa 49 kinaonyesha usambazaji wa joto la microwave, microstructure kabla na baada ya matibabu, na mabadiliko ya uimara.

Katika majaribio maalumu ya maabara:

• Kwa 700 W na matibabu ya dakika 7-15, ujazo wa jumla wa vinyweleo ulipungua kwa %27-32.
• Kiasi cha vinyweleo vidogo kilipunguzwa kwa zaidi ya %96.
• Baada ya 800 W na dakika 15, ongezeko la takriban mara 16 katika indirect tensile strength ya siku tatu liliripotiwa.
• Viashiria vya ustahimilivu wa unyevu wa siku saba viliongezeka kwa %10-20 na dynamic stability kwa %150-300.
• Katika mchanganyiko wenye slag ya electric arc furnace, urejeshaji wa uimara uliongezeka hadi %366 na matumizi ya nishati yakapungua kwa %36-41.

Viwango hivi vikubwa vinahusu sampuli maalumu za maabara zenye uimara tofauti wa awali. Ili kupata utendaji sawa katika ujenzi wa barabara kwa kiwango kikubwa, usawa wa kupasha joto, kina cha penetration, muundo wa vifaa vinavyosonga, chanzo cha nishati na athari za muda mrefu za kuzeeka lazima zithibitishwe.

Utendaji wa muda mrefu wa shambani

CRAM kwa kawaida hutumiwa katika base au subbase na kuwekwa chini ya tabaka la lami ya moto au coating ya kinga ili kupunguza kuingia kwa maji. Matumizi yake ya moja kwa moja katika surface course bado ni machache.

Kielelezo 16 kwenye ukurasa wa 51 kinalinganisha tabaka tofauti za pavement, fracture surfaces za sampuli za shambani na maabara, na utendaji wao wa mechanical. Katika utafiti mmoja wa shambani uliowasilishwa katika mapitio:

• Tensile strength ya sampuli za CRAM za shambani ilizidi 1,2 MPa.
• Sampuli za maabara zilitoa takriban 0,6-0,8 MPa.
• Baada ya mizunguko 20.000 ya mzigo, permanent deformation ya sampuli ya shambani ilikuwa 0,4 × 10^-3.
• Katika sampuli ya CRAM ya maabara ilikuwa 0,8 × 10^-3, na katika sampuli ya hot asphalt 1,2 × 10^-3.

Utendaji mkubwa wa sampuli za shambani umeelezwa kwa compaction ya papo hapo, densification ya pili inayotokana na trafiki na hydration ya saruji inayoendelea kwa muda mrefu. Hata hivyo, athari za trafiki na hali ya hewa si nzuri katika kila mradi. Maeneo ya joto na unyevunyevu yameonyesha roughness kubwa zaidi, wakati maeneo baridi na makavu yameonyesha tabia tofauti ya rutting. Kwa hiyo, unene wa tabaka na uchaguzi wa binder lazima urekebishwe kulingana na hali ya hewa.

Tathmini ya mzunguko wa maisha

Utafiti unachunguza tafiti za mzunguko wa maisha zinazotumia uzalishaji, usafirishaji na uwekaji wa tani moja ya mchanganyiko wa lami kama functional unit. Tathmini nyingi zinategemea mipaka iliyopunguzwa ya mfumo, kama cradle-to-gate au inayofanana nayo, inayojumuisha uzalishaji wa malighafi, usafirishaji, uzalishaji wa mchanganyiko na hatua za ujenzi.

Utoaji unaotokana na uzalishaji wa malighafi umehesabiwa kwa:

\[ C_1 = \sum m_i \gamma_i \]

Hapa m_i ni wingi wa malighafi ya i na γ_i ni emission factor ya kaboni ya malighafi hiyo.

Matumizi ya mafuta ya usafirishaji:

\[ e_i = (1+\alpha)m_i l_i O_i \]

yamepewa kwa namna hii. Hapa α ni empty-return factor, l_i ni umbali wa usafirishaji na O_i ni matumizi ya mafuta kwa kila kitengo cha umbali.

Utoaji wa kaboni kutokana na usafirishaji:

\[ C_2 = \sum e_i \gamma_i \]

Matumizi ya nishati ya mashine za ujenzi:

\[ e_i = T_i EF \]

Utoaji wa kaboni kutokana na ujenzi:

\[ C_3 = \sum e_i EF^T \]

Utoaji wa matengenezo:

\[ C_4 = \sum n_i e_i \]

Na utoaji wa jumla wa mzunguko wa maisha umeelezwa kama:

\[ C_{\mathrm{total}} = C_1 + C_2 + C_3 + C_4 \]

imeelezwa kwa namna hiyo.

Makundi mawili ya data katika jedwali yametokana na tafiti tofauti. Tofauti za thamani za moja kwa moja zinaonyesha athari ya mipaka ya mfumo, uzalishaji wa nyenzo, chanzo cha nishati, usafirishaji na assumptions za vifaa kwenye matokeo.

Kielelezo 17 kwenye ukurasa wa 55 kinawasilisha ulinganisho wa mradi ambapo environmental impact score ya matumizi ya foamed asphalt ilipungua kutoka 2,03 Pt hadi 1,88 Pt, na gharama ya jumla kutoka 392,8 CNY hadi 285,8 CNY. Ingawa saruji ilitumika kwa kiasi kidogo cha takriban %1,5, ilitambuliwa kama chanzo muhimu cha kaboni kutokana na emissions kubwa za uzalishaji.

Ujumbe mkuu wa vielelezo

• Kielelezo 1, ukurasa 6: Mfumo wa mapitio kati ya muundo wa viwango vingi, uimara, utendaji na mzunguko wa maisha.
• Kielelezo 2, ukurasa 7: Utenganishaji wa pande tatu wa vinyweleo, aggregate na awamu za lami kwa X-CT.
• Kielelezo 3, ukurasa 13: Miingiliano mingi kati ya lami mpya na ya zamani na aggregate tofauti.
• Kielelezo 4, ukurasa 18: Mifano ya molecular dynamics na muundo wa tabaka za lami iliyozeeka kuzunguka RAP.
• Kielelezo 5, ukurasa 23: Mfano wa hatua nne wa uimara kutoka kuchanganya hadi curing ya muda mrefu.
• Kielelezo 6, ukurasa 25: Kuongezeka kwa msongamano wa interface kwa muda kwa filamu ya lami na bidhaa za hydration.
• Kielelezo 7, ukurasa 26: Athari za saruji, emulsion, joto, muda na kiasi cha maji kwenye uimara wa awali.
• Kielelezo 8, ukurasa 27: Ukuaji wa uimara wa makro na microstructure kwa muda wa curing.
• Vielelezo 9-10, kurasa 30-31: Mkusanyiko wa RAP, muundo wa vinyweleo, dynamic stability na utendaji wa uchovu.
• Kielelezo 11, ukurasa 35: Njia za kuimarisha interface kwa SBS, silane, hydration ya saruji na aina za binder.
• Kielelezo 12, ukurasa 39: Athari za saruji, fly ash na nyuzi kwenye microstructure na tabia ya nyufa.
• Kielelezo 13, ukurasa 42: Unyevu, microcracks na filamu ya maji kwenye interface ya lami-aggregate.
• Kielelezo 14, ukurasa 45: Ulinganisho wa mbinu tofauti za kubana maabara na shambani.
• Kielelezo 15, ukurasa 49: Kuvunjika kwa emulsion kwa microwave, refinement ya vinyweleo na kuharakishwa kwa uimara.
• Kielelezo 16, ukurasa 51: Muundo wa tabaka za shambani na tofauti za utendaji wa maabara-shambani.
• Kielelezo 17, ukurasa 55: Ulinganisho wa nishati, gesi chafu, athari za mazingira na gharama.

Nguvu za utafiti

• Unaeleza CRAM si kwa uwiano wa mchanganyiko pekee, bali kwa muundo uliounganishwa kutoka kiwango cha makro hadi nano.
• Unaunganisha matokeo ya X-CT, SEM, AFM, molecular dynamics, majaribio ya mechanical, ufuatiliaji wa shambani na LCA katika mfumo mmoja.
• Unatenganisha mifumo ya uimara wa awali na wa muda mrefu.
• Unalinganisha athari za RAP, binder, saruji, maji, nyuzi, rejuvenator na compaction katika majedwali mapana.
• Unasisitiza tofauti kati ya matokeo ya maabara na tabia ya shambani.
• Unaonyesha si manufaa ya nishati na kaboni pekee bali pia mzigo wa kimazingira wa uzalishaji wa saruji na viungio.
• Unaonyesha mapengo ya utafiti kama mifumo ya foamed asphalt, unyevu wa RAP na uundaji wa mifano wa viwango vingi.

Mapungufu ya utafiti

• Utafiti ni preprint ambayo haijapitia peer review.
• Databases zilizotumiwa kwa mapitio, maneno ya utafutaji na tarehe za utafutaji hazijatajwa.
• Hakuna tathmini ya ubora au bias kwa tafiti zilizojumuishwa.
• Mtiririko wa uteuzi wa tafiti na sababu za kuondoa tafiti hazijatolewa.
• Hakuna meta-analysis, na nambari kutoka mbinu tofauti hazijaunganishwa moja kwa moja.
• Viwango vinavyopendekezwa vya RAP, maji, binder na viungio vimetokana na mchanganyiko na hali tofauti za hewa.
• Pendekezo la %60-80 RAP halijapatanishwa kikamilifu na pendekezo la kiwango cha juu cha %70 katika baadhi ya sehemu.
• Baadhi ya uchunguzi wa microstructure kuhusu athari ya unyevu na mielekeo ya jumla ya uimara ni changamano na haiwezi kupunguzwa kuwa thamani moja bora.
• Matokeo ya urejelezaji baridi wa papo hapo, urejelezaji wa kiwanda cha kati, emulsion na mifumo ya foamed asphalt hayategemei kila wakati hali sawa za majaribio.
• Mipaka ya mifumo ya tafiti za LCA, vyanzo vya umeme na mafuta na assumptions za usafirishaji hutofautiana.
• Kama waandishi wanavyoeleza, uundaji wa uimara wa mifumo ya foamed asphalt, mwingiliano wa saruji-lami-maji na unyevu wa asili wa RAP bado haujaelezwa vya kutosha.
• Hakuna data ya moja kwa moja ya nyenzo, shambani, hali ya hewa, gharama au mzunguko wa maisha ya Uturuki.

Utafiti unaunga mkono nini?

Utafiti unaunga mkono kwamba urejelezaji baridi wa lami ni njia ya ukarabati wa barabara inayoweza kupunguza matumizi ya nyenzo mpya kwa kutumia viwango vya juu vya RAP na, katika hali zinazofaa za mradi, kupunguza matumizi ya nishati na utoaji wa gesi chafu. Pia unaonyesha kwamba utendaji hutegemea udhibiti wa wakati mmoja wa muundo wa vinyweleo, mwendelezo wa interface, uoanifu wa lami mpya na ya zamani, hydration ya saruji, maji ya mchanganyiko, kubana na curing.

Utafiti hauthibitishi nini?

Utafiti hauthibitishi kwamba %60-80 RAP ndiyo optimum kamili kwa barabara zote, kwamba takriban %2 saruji au %4 emulsion itatoa matokeo bora kwa kila nyenzo, kwamba matibabu ya microwave yatazalisha ongezeko lile lile la uimara kwa kiwango cha shambani, au kwamba urejelezaji baridi una emissions za mzunguko wa maisha chini kuliko lami ya moto katika kila hali. Mapitio pia hayaungi mkono hitimisho kwamba CRAM inaweza kutumika moja kwa moja kwenye surface course, chini ya trafiki nzito au katika hali zote za hewa bila uthibitishaji wa ziada.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Aina ya mapitio

Utafiti huu ni mapitio ya fasihi ya kimaudhui na ya ukosoaji yanayounganisha tafiti za majaribio, numerical, molecular, shambani na mzunguko wa maisha kuhusu mchanganyiko wa lami iliyorejelewa kwa njia baridi chini ya mada za viwango vingi. Hauwasilishi jaribio jipya la awali, matumizi mapya ya shambani au dataset mpya.

Katika taarifa ya upatikanaji wa data ya utafiti, imeelezwa kwamba hakuna data mpya iliyotumiwa. Synthesis ya fasihi imepangwa kwa mihimili mikuu ifuatayo:

1. Sifa za muundo katika kiwango cha makro, mezo na mikro/nano.
2. Utaratibu wa uundaji wa uimara na maendeleo yake kwa muda.
3. Athari za RAP, gradation, binder, filler na viungio.
4. Vigezo vya mchakato kama maji ya mchanganyiko, kubana na matibabu ya microwave.
5. Utendaji wa muda mrefu wa shambani.
6. Tathmini za mzunguko wa maisha zinazojumuisha nishati, gesi chafu, athari za mazingira na gharama.

Mbinu zilizotumiwa katika synthesis ya ushahidi

Mapungufu ya mbinu ya mapitio

Utafiti hauna vipengele vifuatavyo vya systematic review:

• Bibliographic databases zilizotafutwa.
• Maneno ya utafutaji na Boolean search strings.
• Tarehe ya kuanza na kumaliza utafutaji wa fasihi.
• Vigezo vya lugha, aina ya publication au study design.
• Jinsi duplicate records zilivyoondolewa.
• Mtiririko wa kuchuja title, abstract na full text.
• Quality scoring ya tafiti zilizojumuishwa.
• Tathmini ya publication bias.
• Meta-analysis na hesabu ya common effect size.

Kwa hiyo, ingawa utafiti ni mpana, haupaswi kuitwa “systematic review”.

Muhtasari wa matokeo makuu ya uhandisi

Mahitaji ya utafiti wa baadaye

• Mifano ya viwango vingi inayopimika inapaswa kujengwa kati ya vinyweleo, interface na muundo wa molekuli.
• Mifano ya molecular dynamics ya bidhaa za hydration ya saruji inapaswa kusawazishwa.
• Uhamaji wa maji, hydration, kuvunjika kwa emulsion na uundaji wa filamu ya lami vinapaswa kuunganishwa katika modeli moja inayotegemea muda.
• Uundaji wa uimara wa CRAM yenye foamed asphalt unapaswa kuchunguzwa kwa kina zaidi.
• Ukubwa unaoonekana wa chembe za RAP, gradient ya kuzeeka na unyevu wa asili vinapaswa kuainishwa.
• Mifumo ya binder na filler yenye kaboni ya chini inapaswa kuendelezwa.
• Ulinganishaji wa parameter kati ya compaction ya maabara na rollers za shambani unapaswa kufanywa.
• Mbinu za curing zinazosaidiwa na electromagnetic na microwave zinapaswa kuthibitishwa kwa kiwango cha shambani.
• Mifano ya kutabiri service life kwa madaraja tofauti ya hali ya hewa na trafiki inapaswa kuendelezwa.
• Tathmini za mzunguko wa maisha zinapaswa kujumuisha matengenezo, kupungua kwa utendaji, urejelezaji tena na mbadala za saruji zenye kaboni ya chini.

Dokezo la Chanzo na Mbinu

Jina kamili la awali la utafiti:Cold-recycled asphalt mixtures: Multiscale structure, strength formation, performance, and life-cycle sustainability

Waandishi na mpangilio wao: Xingmin Liang; Yunchong Wei; Xin Yu; Yongjun Meng; Lijian Huang; Jiale Mo; Jinghao Huang.

Taarifa ya waandishi wenye mchango sawa: Utafiti haujaonyesha waandishi wenye mchango sawa au co-first authors.

Waandishi wa mawasiliano: Xingmin Liang na Yongjun Meng.

Ulinganifu wa mwandishi-taasisi:

1. Xingmin Liang: School of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning, Guangxi, China.
2. Yunchong Wei: School of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning, Guangxi, China.
3. Xin Yu: School of Vehicle and Traffic Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan, Shanxi, China.
4. Yongjun Meng: School of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning, Guangxi, China.
5. Lijian Huang: School of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning, Guangxi, China.
6. Jiale Mo: School of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning, Guangxi, China.
7. Jinghao Huang: School of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning, Guangxi, China.

Aina ya chanzo: Preprint ya thematic/narrative review inayounganisha muundo wa viwango vingi, uimara, utendaji wa maabara na shambani, na tathmini za mzunguko wa maisha.

Hali ya peer review: Utafiti haujapitia peer review.

Jukwaa la uchapishaji: SSRN.

Mtoa huduma wa jukwaa: Elsevier SSRN Preprint Services.

Nambari ya rekodi ya SSRN: 7196900.

DOI:10.2139/ssrn.7196900

Kiungo rasmi:Ukurasa wa rekodi ya SSRN

Mwaka wa uchapishaji: 2026.

Jarida: Toleo la jarida lililopitia peer review halijathibitishwa.

Mchapishaji wa awali wa jarida: Hakuna jarida lililothibitishwa lililopitia peer review au mchapishaji wa jarida. SSRN ni jukwaa la preprint ambapo tafiti zinaweza kushirikiwa kabla ya peer review.

Mbinu ya mapitio: Utafiti umelinganisha fasihi kimaudhui chini ya mada za muundo wa viwango vingi, uundaji wa uimara, vigezo vya nyenzo na ujenzi, utendaji wa shambani na mzunguko wa maisha. Hakuna systematic search protocol, mtiririko wa uteuzi wa tafiti au meta-analysis iliyotolewa.

Upatikanaji wa data: Waandishi wameripoti kwamba hakuna data mpya iliyotumiwa katika utafiti.

Ufadhili: Utafiti uliungwa mkono na Guangxi Natural Science Foundation kupitia ruzuku namba 2025GXNSFBA069084 na 2026GXNSFAA00641077, National Natural Science Foundation of China kupitia ruzuku namba 52408474, na Guangxi Graduate Education Innovation Project YCSW2026113.

Mgongano wa maslahi: Waandishi hawakuripoti maslahi ya kifedha au mahusiano binafsi yanayojulikana ambayo yangeweza kuathiri utafiti.

Michango ya waandishi: Xingmin Liang alifanya rasimu ya awali, mbinu na conceptualization; Yunchong Wei alifanya review-editing ya maandishi, data curation na conceptualization; Xin Yu na Yongjun Meng walifanya review-editing ya maandishi na data curation; Lijian Huang, Jiale Mo na Jinghao Huang walifanya review-editing ya maandishi.

Maelezo haya ya Kiswahili yameandaliwa baada ya kuchunguza maandishi yote makuu ya utafiti uliopakiwa, vielelezo 17, majedwali 10, fomula, hitimisho, mitazamo ya baadaye na taarifa za waandishi. Matokeo ya kisayansi yametegemezwa tu kwenye tafiti zilizosanifiwa katika utafiti wenyewe. Vyanzo vya nje vilitumika tu kuthibitisha kibibliografia rekodi ya SSRN, DOI, jukwaa na hali ya peer review.

Matokeo yanapaswa kutafsiriwa kwa kuzingatia kwamba utafiti hauna systematic search protocol, unaunganisha kwa njia ya narrative tafiti zenye hali tofauti za majaribio na shambani, baadhi ya ranges za mapendekezo zinatofautiana ndani ya kazi yenyewe, na hakuna uthibitishaji wa moja kwa moja wa Uturuki.