再生改性瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)研究

陳靜云 李正陽(yáng) 程偉蔚

1 概述

本文以沈陽(yáng)—山海關(guān)高速公路路面采用熱再生技術(shù)修復(fù)為工程背景,沈山線在幾年前進(jìn)行過(guò)路面維修,采取銑刨掉表面層,重新鋪筑SMA-16型瀝青混凝土,采用SBS改性瀝青。隨著交通量逐年增加,重車較多,部分標(biāo)段路面出現(xiàn)車轍,本文就是利用銑刨回收的舊料(SMA-16)為原材料,對(duì)舊料進(jìn)行瀝青抽提、再生,恢復(fù)其路用性能,達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)對(duì)再生改性瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2 材料

再生瀝青混合料的原材料與其他新拌瀝青混合料不同,再生瀝青混合料是由舊料、新集料、新瀝青、再生劑、纖維組成,回收的舊料當(dāng)成一種“集料”以不同的比例摻入(摻配率),與新集料等加熱拌和。從舊料中提取的舊瀝青摻入由遼寧省交通科學(xué)研究院研制的改性瀝青再生劑,經(jīng)試驗(yàn)研究再生劑最佳摻量為7.1%,測(cè)定再生后的改性瀝青的性能,其各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。集料均采用紋理粗糙,針片狀含量小,力學(xué)指標(biāo)和堅(jiān)固性好的玄武巖,采用木質(zhì)素纖維,分為舊料中的礦料及新集料兩部分。舊料經(jīng)抽提,確定舊料瀝青含量為5.8%,得到其集料部分,經(jīng)檢測(cè)新舊集料均滿足規(guī)范要求。

3 再生改性瀝青配合比設(shè)計(jì)

3.1 舊改性瀝青混合料性能指標(biāo)

采用離心分離法測(cè)定舊路面中的瀝青含量。采用T0725-2000瀝青混合料的礦料級(jí)配檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)舊路面的礦料級(jí)配。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1,圖1所示。

表1 舊瀝青混合料瀝青含量、礦料級(jí)配

3.2 再生混合料的級(jí)配及舊料摻配率

按SMA混合料配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行,根據(jù)不同的舊料摻配比例設(shè)計(jì) 3組(80%,85%,90%),與1號(hào)(15 mm～20 mm),2號(hào)(10 mm～15 mm),3號(hào)(5 mm～10 mm)三種集料組成合成級(jí)配,并且符合規(guī)范級(jí)配要求。合成級(jí)配中礦粉數(shù)量均為10%左右。由三種舊料的不同摻配比例與新集料組合調(diào)配成三種合成級(jí)配,選定初試含油量6%。三種集料的礦料級(jí)配見(jiàn)表2,三種舊料摻量下的合成級(jí)配見(jiàn)表3。

表2 三種集料的礦料級(jí)配

表3 三種舊料摻量下的合成級(jí)配

3.3 試件體積參數(shù)計(jì)算

計(jì)算試件體積參數(shù),結(jié)果如表4所示。

由表4可知,80%,85%,90%三種舊料摻量下的合成級(jí)配都符合 VCAMIX＜VCADRC以及 VMA＞16.5%的要求,如三組級(jí)配都符合要求,規(guī)范要求以粗集料骨架分界集料通過(guò)率大且VMA較大的級(jí)配為設(shè)計(jì)級(jí)配以及考慮到舊料的利用率問(wèn)題,最終選定舊料摻量為90%的合成級(jí)配。

3.4 再生混合料最佳含油量的確定

選擇5個(gè)不同含油量進(jìn)行試驗(yàn),得到馬歇爾試件的物理—力學(xué)指標(biāo),見(jiàn)表5。

表4 體積參數(shù)

表5 馬歇爾試驗(yàn)物理—力學(xué)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果匯總

根據(jù)規(guī)范,以瀝青用量為橫坐標(biāo),以馬歇爾試驗(yàn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)為縱坐標(biāo),將試驗(yàn)結(jié)果連成圓滑的曲線,見(jiàn)圖2。

3.5 再生瀝青混合料路用性能檢測(cè)

再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)完成后,還須進(jìn)行性能測(cè)試,以檢測(cè)其能否符合規(guī)范要求。我國(guó)目前還沒(méi)有再生瀝青混合料的專用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),本文通過(guò)試驗(yàn)評(píng)價(jià)再生混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、水穩(wěn)定性、肯塔堡飛散試驗(yàn)和析漏試驗(yàn)等,數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 再生混合料試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)改性瀝青混合料SMA-16的配合比設(shè)計(jì)研究,其再生改性瀝青混合料的路用性能均滿足規(guī)范要求,由于改性瀝青混凝土熱再生技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用不是很廣泛還處在探索階段,所以本文的研究為實(shí)際工程提供了一定的理論依據(jù)。

[1] JTG F41-2008,公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].

[2] SHC F40-01-2002,公路瀝青瑪脂碎石路面技術(shù)指南[S].

[3] 王 瑩.沈山高速公路SMA配合比設(shè)計(jì)[J].遼寧交通科技,2005(10):6-8.

[4] 劉亞妮,張敏月,田 亮.淺談瀝青混凝土再生技術(shù)及其發(fā)展意義[J].山西建筑,2008,34(8):304-305.