淺談瀝青路面就地?zé)嵩偕旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)

江成云

【摘 要】本文結(jié)合工程實(shí)例簡(jiǎn)述了瀝青混凝土路面就地?zé)嵩偕旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)

【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土路面；就地?zé)嵩偕?；混合料；設(shè)計(jì)

前言

隨著我區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，寧夏境內(nèi)的G6線（京藏高速）、G20線（青銀高速）在建成通車7-8年后，瀝青路面在自然、荷載等因素的作用下，逐漸出現(xiàn)了大量的路面病害，尤其以路面車轍為主。2007年以前，處治路面車轍的主要方法是把路面病害按照一定的深度進(jìn)行銑刨，廢舊瀝青混合料徹底清除后，重新用新瀝青混合料進(jìn)行鋪筑。因?yàn)閺U舊瀝青混合料沒有有效利用，多年來(lái)廢棄的瀝青混合料都堆放在沿線的各養(yǎng)護(hù)作業(yè)站，一方面造成養(yǎng)護(hù)資源的浪費(fèi)，另一方面對(duì)環(huán)境污染也很嚴(yán)重。2008為了配合交通運(yùn)輸部“材料節(jié)約與循環(huán)利用專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃”，寧夏公路管理局進(jìn)行了多方面的考察和調(diào)研，引進(jìn)了瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)并在高速公路路面養(yǎng)護(hù)中大力推廣應(yīng)用，截止“十一五”末，共采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)修復(fù)高速公路路面168.39萬(wàn)平方米，經(jīng)過(guò)3年跟蹤觀測(cè)，使用效果良好。根據(jù)筆者多年經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為推廣應(yīng)用瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)，關(guān)鍵在再生后瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，以下結(jié)合G6線（京藏高速）K1078+053-K1283+000段就地?zé)嵩偕┕槔瑴\談瀝青路面就地?zé)嵩偕旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)，僅供參考。

一、瀝青路面就地?zé)嵩偕旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)思路

經(jīng)過(guò)多年使用的舊瀝青路面內(nèi)部會(huì)有骨料級(jí)配改變和瀝青老化兩種主要變化，因此就地?zé)嵩偕鸀r青混合料的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)分四個(gè)步驟進(jìn)行：一是對(duì)瀝青路面進(jìn)行實(shí)地勘察對(duì)瀝青路面的變形（車轍、擁包、波浪、沉陷）病害調(diào)查；路面抗滑性能調(diào)查；強(qiáng)度調(diào)查；損壞（錯(cuò)臺(tái)、網(wǎng)裂、松散、過(guò)度磨損等）病害調(diào)查。根據(jù)實(shí)地勘察結(jié)果，對(duì)照高等級(jí)公路就地?zé)嵩偕鷺?biāo)準(zhǔn)，選定就地?zé)嵩偕┕し桨?。二是?duì)舊瀝青路面鉆取芯樣，利用芯樣和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)設(shè)備，對(duì)瀝青混合料的級(jí)配及油石比進(jìn)行檢驗(yàn)；三是對(duì)舊瀝青檢驗(yàn)及添加劑后瀝青的檢驗(yàn)；四是再生瀝青混合料的設(shè)計(jì)。

再生混合料配合比設(shè)計(jì)的重要性，在于它是再生路面使用性能的保證條件之一。舊瀝青路面經(jīng)過(guò)多年行車碾壓，在荷載作用和自然因素作用下，瀝青混合料的骨料顆粒受到反復(fù)搓磨甚至壓碎，導(dǎo)致瀝青混合料級(jí)配變化，或多或小偏離規(guī)范要求，應(yīng)通過(guò)對(duì)舊瀝青路面提前進(jìn)行路面調(diào)查，檢驗(yàn)車轍深度，路面裂痕等病害，進(jìn)行取有代表性芯樣進(jìn)行室內(nèi)抽提試驗(yàn)檢測(cè)瀝青用量和瀝青混合料級(jí)配，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計(jì)算新瀝青混合料與舊瀝青混合料的合成級(jí)配。此舉也有助于路面的耐久性和耐熱性的提高。

老化的瀝青路面表現(xiàn)為表面脆化，容易出現(xiàn)裂紋、松散、車轍等病害。瀝青路面的老化主要是指瀝青的老化的化學(xué)變化，主要表現(xiàn)為油分減少、瀝青質(zhì)增加、膠質(zhì)增加，通過(guò)對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行阿布森法回收瀝青方法進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)相應(yīng)的常規(guī)性能指標(biāo)檢驗(yàn)，針入度減小、軟化點(diǎn)升高、延度降低等等，與新瀝青相差甚遠(yuǎn)。

隨著新骨料的添加和舊瀝青的老化，需要通過(guò)配合比設(shè)計(jì)，根據(jù)合成級(jí)配適當(dāng)添加新瀝青和再生劑來(lái)改善混合料類型。即根據(jù)再生劑廠家提供的經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)室進(jìn)行摻配和試驗(yàn)結(jié)果，將再生劉與老的瀝青按一定比例進(jìn)行混合，以恢復(fù)已老化瀝青的各種性能。

二、瀝青路面就地?zé)嵩偕旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)

1.路面舊料抽提回收試驗(yàn)

施工路段路面舊瀝青混合料抽提回收試驗(yàn)結(jié)果見表1、表2。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)測(cè)得原路面瀝青含量平均值為4.64%、4.75%。

由試驗(yàn)結(jié)果可知：原路面施工時(shí)實(shí)際采用的是SAC-13型級(jí)配，混合料礦料級(jí)配中0.075mm篩孔通過(guò)率不符合規(guī)范要求，表明混合料的級(jí)配出現(xiàn)了一定程度的細(xì)化，且基本在SAC-13的規(guī)范要求之內(nèi)。同時(shí)可以看出原路面瀝青針入度降低、延度下降、軟化點(diǎn)增大，說(shuō)明瀝青老化現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

2.原材料的添加與再生混合料類型的選擇。

本次配合比設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高再生混合料的抗車轍變形能力，添加了S9（10～20mm碎石）、S12（5～10 mm碎石）、S14（3～5mm碎石）三種新集料以改善原有路面的礦料級(jí)配，再生后的瀝青混合料級(jí)配類型定為AC-16C型。

3.再生瀝青標(biāo)號(hào)的選擇。

由于再生瀝青混合料的品質(zhì)要求與普通瀝青混合料的要求基本一致，故對(duì)再生瀝青標(biāo)號(hào)的選擇一般與普通瀝青路面對(duì)瀝青標(biāo)號(hào)的選擇基本一樣。本次就地?zé)嵩偕こ趟诘貙幭牡貐^(qū)夏天熱，冬天冷，氣候干旱，屬2-2-4氣候分區(qū)，高速、一級(jí)公路新修瀝青路面一般選擇90號(hào)A級(jí)瀝青。熱再生施工時(shí)新瀝青混合料選擇90號(hào)A級(jí)新瀝青進(jìn)行拌和。

4.再生劑用量確定

按照《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》就地?zé)嵩偕旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)方法C.4.1要求：再生瀝青標(biāo)號(hào)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使其接近新路面上的瀝青標(biāo)號(hào)，由于需要考慮拌和和攤鋪過(guò)程的瀝青老化，再生瀝青的標(biāo)號(hào)要比同一地區(qū)經(jīng)常使用的新瀝青標(biāo)號(hào)低。因此，本次舊路面瀝青再生指標(biāo)再生到新瀝青經(jīng)拌和運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)但未攤鋪時(shí)新瀝青老化后的指標(biāo)即可。

從實(shí)踐效果看，瀝青再生劑的添加量應(yīng)該是以新瀝青混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后但未攤鋪前的瀝青指標(biāo)為目標(biāo)確定再生劑的添加量，更為符合實(shí)際情況。因此，本次再生劑的添加量按此考慮。

本次熱再生工程中再生劑摻量通過(guò)瀝青三大指標(biāo)常規(guī)試驗(yàn)確定再生瀝青標(biāo)號(hào)確定為70號(hào)A級(jí)瀝青。試驗(yàn)結(jié)果見表3

5.新料摻配率

經(jīng)過(guò)對(duì)舊路面調(diào)查，發(fā)現(xiàn)瀝青含量較大，再加之路面車轍深，通過(guò)施工試驗(yàn)路段，新料的添加量約在20%～30%之間波動(dòng)，設(shè)計(jì)新料的邊界也按此控制。施工時(shí)也控制在此范圍。理論上，影響級(jí)配的最大誤差為0.5%，經(jīng)試拌試鋪，25%新料添加量較優(yōu)，故確定新料添加量為25%。

6. 礦質(zhì)集料合成級(jí)配的設(shè)計(jì)

（詳見表4）

7.新料瀝青用量確定

新料分別在瀝青用量為3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%下拌和，經(jīng)目測(cè)，瀝青含量為1.5%～3.5%時(shí)，拌和料基本沒有花白料，瀝青膜厚度適宜。在新料：舊料=25%：75%拭配時(shí)初步估算其瀝青用量為2.5%，其最終新料瀝青用量根據(jù)再生瀝青混合料的最佳瀝青用量來(lái)確定?，F(xiàn)場(chǎng)施工前根據(jù)施工路段車轍深度推算新料加量，再根據(jù)新料加量確定舊料的用量后根據(jù)舊料的實(shí)測(cè)瀝青用量，再生劑的用量反算新料的瀝青用量。

8.再生混合料的最佳初始瀝青用量的確定

（1）由于再生混合料舊料發(fā)生磨圓、細(xì)化等變化，導(dǎo)致集料棱角性降低，礦質(zhì)混合料間隙率減小，加之馬歇爾試驗(yàn)確定的油石比相對(duì)又較大，容易出現(xiàn)瀝青過(guò)飽和情況的發(fā)生。因此，此次設(shè)計(jì)采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀法確定瀝青混合料的瀝青用量，并將空隙率設(shè)計(jì)為4.0%，新混合料的瀝青含量控制在2.5%，級(jí)配為AC-16C型的混合料。

再生瀝青混合料采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型試件，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀設(shè)定的單位壓力為0.6MPa。根據(jù)高速公路預(yù)計(jì)交通量數(shù)據(jù)，選擇壓實(shí)次數(shù)N最初=9次，N設(shè)計(jì)=125次，N最大=205次。依據(jù)Superpave設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在同條件下成型試件時(shí)，將旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)設(shè)定在N設(shè)計(jì)=125次。瀝青混合料體積性質(zhì)見表5。

依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004），試驗(yàn)段再生瀝青混合料的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見表6、高溫穩(wěn)定性能的試驗(yàn)結(jié)果見表7。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

三、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)結(jié)論

根據(jù)所用的集料、瀝青等原材料，按照規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)，得到的最佳瀝青用量為4.0%。瀝青混合料的體積指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，本配合比設(shè)計(jì)可作為生產(chǎn)配合比依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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