廠拌冷再生瀝青混合料路用性能研究

趙 文 美

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150040)

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廠拌冷再生瀝青混合料路用性能研究

趙 文 美

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150040)

對50%RAP乳化瀝青冷再生混合料路用性能進行了試驗，介紹了試驗所用原材料及配比設計，結(jié)合試驗方案，對試驗結(jié)果作了分析，指出試驗室內(nèi)乳化瀝青再生混合料需進行60 ℃溫度狀態(tài)下的35 h養(yǎng)生，施工現(xiàn)場需根據(jù)環(huán)境進行3 d～7 d的自然養(yǎng)生；各水泥劑量乳化瀝青冷再生混合料的強度及高溫穩(wěn)定性都能滿足施工要求，水泥劑量為1.5%較經(jīng)濟。

冷再生，舊料，劈裂強度，車轍試驗

廠拌冷再生技術(shù)是指將回收瀝青路面材料運至拌和廠，經(jīng)破碎、篩分后，以一定的比例與新集料、活性填料、水分進行常溫拌合，常溫鋪筑形成路面結(jié)構(gòu)層的瀝青路面再生技術(shù)。這種施工技術(shù)不僅能夠利用舊路面的廢棄材料，節(jié)省筑路材料，還解決了廢棄材料對空間的占用及對環(huán)境的污染，同時這種現(xiàn)場冷再生還具有簡化施工工序等優(yōu)點。再生后的廠拌冷再生混合料根據(jù)其性能和工程情況，可以用于高速公路和一、二級公路瀝青下面層及基層、底基層，三、四級公路新建工程和養(yǎng)護工程中的瀝青路面面層。因此，冷再生技術(shù)可節(jié)省投資，獲得直接的經(jīng)濟效益，而冷再生與其他傳統(tǒng)的施工方法相比，總投資一般可節(jié)省40%～50%，除此之外，還可保證生態(tài)環(huán)境獲得社會效益，是一項利國利民的環(huán)保型新技術(shù)。為了進一步提高冷再生技術(shù)的適宜性與可靠性，本文對冷再生瀝青混合料的室內(nèi)路用性能進行深入研究。

1 原材料試驗

1.1 冷再生舊料

試驗所用的冷再生舊料為哈雙國道養(yǎng)護工程中冷再生機械銑刨，對舊料進行瀝青抽提試驗，結(jié)果表明：混合料瀝青含量僅為3.15%，集料中的細顆粒增多。對經(jīng)抽提試驗得到的瀝青進行指標試驗，試驗結(jié)果見表1。路面在長期使用過程中，路面中的瀝青逐漸發(fā)生老化，表現(xiàn)為軟化點升高，針入度、延度降低；長期的荷載作用以及路面銑刨過程，使瀝青混合料中的集料發(fā)生破碎，細顆粒增多。因此需要添加一定的新集料以及外加劑使冷再生混合料保持良好的使用性能。

表1 老化瀝青指標試驗結(jié)果

1.2 水泥

為提高冷再生瀝青混合料早期強度和水穩(wěn)定性，在混合料中加入水泥作為輔助再生劑，與乳化瀝青一起充當結(jié)合料，水泥的摻加量一定時，隨著廢舊瀝青混合料摻量的增加，再生混合料的最大干密度隨之增大。根據(jù)水泥強度形成機理，本文采用強度等級為32.5的普通硅酸鹽水泥。使用之前對其主要指標進行了測試，結(jié)果見表2。

1.3 乳化瀝青

舊瀝青路面主要采用乳化瀝青、泡沫瀝青或者是無機結(jié)合料進行冷再生，本文采用乳化瀝青作為主要膠結(jié)料。乳化瀝青的各項試驗指標結(jié)果見表3。

1.4 新骨料

除了充分利用舊料，還要加入一定量的新料，以便提高再生混合料的強度及改善級配。粗細新集料和舊瀝青路面材料的級配見表4。

表2 32.5號普通硅酸鹽技術(shù)指標檢測結(jié)果

表3 冷再生用乳化瀝青指標

表4 粗、細新集料和舊瀝青路面材料級配表

2 試驗方案

根據(jù)材料的篩分結(jié)果，摻加50%RAP進行冷再生瀝青混合料組成設計，級配類型選用AC-20，合成級配曲線見圖1。

水泥劑量按1.5%，2.5%，3.5%三種比例變化不同含水量分別進行重型擊實試驗，得出了最大干密度與最佳含水量，采用25 ℃劈裂試驗作為確定混合料最佳油石比的方法，結(jié)果見表5。

3 路用性能試驗

3.1 試件養(yǎng)生

表5 不同水泥劑量混合料擊實試驗結(jié)果及最佳油石比 %

乳化瀝青冷再生混合料在拌和完成后，呈松散狀態(tài)，即使經(jīng)過壓實也并不能馬上形成強度，這與熱拌瀝青混合料不同。冷再生混合料需經(jīng)過較長時間的養(yǎng)生，待混合料中的水分散失后才能達到最大強度，為了研究養(yǎng)生期間混合料失水量與時間的關(guān)系，采用60 ℃烘箱連續(xù)養(yǎng)生，至試件質(zhì)量基本不再變化為止，繪制試件質(zhì)量隨時間的變化曲線，結(jié)果見圖2。

由圖2可看出，試件在前10 h內(nèi)質(zhì)量下降最多，說明在這期間失水最多，而到了35 h，試件質(zhì)量基本不再下降，說明試件內(nèi)的水分散失已經(jīng)達到最大限度，混合料已基本達到最大強度，故在室內(nèi)試驗時，試件成型后，先進行35 h的60 ℃烘箱養(yǎng)生，然后即可進行下一步的試驗?，F(xiàn)場施工時，在攤鋪碾壓完成后，應先養(yǎng)生3 d～7 d才可進行下一階段的施工。

3.2 劈裂強度試驗

按照擊實試驗結(jié)果，將用不同水泥劑量穩(wěn)定的舊瀝青混合料試件，經(jīng)過試件養(yǎng)生后，在選定的試驗溫度下進行15 ℃劈裂試驗、浸水24 h劈裂試驗、凍融劈裂試驗，檢測再生混合料的劈裂強度和水穩(wěn)定性。實驗結(jié)果見表6。

表6 不同水泥劑量乳化瀝青冷再生混合料劈裂強度比 %

根據(jù)表6結(jié)果可以看出隨著水泥摻加劑量的增加，冷再生混合料的干濕劈裂強度比以及凍融劈裂殘留強度比逐漸升高，而且實驗結(jié)果都大于規(guī)范值，從這一點可以看出，該回收舊料乳化瀝青冷再生混合料的強度足以滿足施工要求。

3.3 車轍試驗

車轍試驗用于測定瀝青混合料的高溫抗車轍能力，供瀝青混合料配合比設計的高溫穩(wěn)定性檢驗使用。實驗結(jié)果見表7。

表7 乳化瀝青冷再生混合料車轍試驗結(jié)果

由表7可以看出，由于水泥的穩(wěn)定效果，該回收舊料乳化瀝青冷再生混合料的高溫穩(wěn)定性遠超規(guī)范值，隨著水泥劑量的提高，混合料的動穩(wěn)定度也隨之提高。

根據(jù)以上試驗結(jié)果可以看出，該級配下的各水泥劑量乳化瀝青冷再生混合料的強度以及高溫穩(wěn)定性是能夠滿足施工要求的，但是考慮到經(jīng)濟因素，建議選用水泥劑量為1.5%。

4 結(jié)語

本文通過對50%RAP乳化瀝青冷再生混合料進行級配設計、路用性能試驗的基礎(chǔ)上，主要得到如下結(jié)論：

1)由于舊料的變異性，需要加入穩(wěn)定劑/再生劑以及新礦料才能對舊料進行再生。

2)乳化瀝青冷再生混合料在拌和完成后，呈松散狀態(tài)，需經(jīng)過較長時間的養(yǎng)生，待混合料中的水分散失后才能達到最大強度，一般實驗室內(nèi)需進行60 ℃溫度狀態(tài)下的35 h養(yǎng)生，施工現(xiàn)場需要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行3 d～7 d的自然養(yǎng)生。

3)使用乳化瀝青和水泥對廢舊瀝青混合料進行再生，在合適的配比及施工條件下，冷再生混合料的各項路用性能滿足使用要求，但是考慮到經(jīng)濟因素，建議選用水泥劑量為1.5%。

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Research in the road performance of plant mixed cold recycling asphalt mixture

Zhao Wenmei

(HeilongjiangHighwaySurveyandDesignInstitute,Harbin150040,China)

This paper tested the road performance of 50% RAP emulsified cold recycling asphalt mixture, introduced the experiment used raw materials and mix proportion design, combining with the test scheme, analyzed the test results, pointed out that the indoor emulsified asphalt recycling asphalt mixture should make 35 h preservation under 60 ℃ temperature conditions, the construction site should make 3 d～7 d natural preservation based on environment, the strength and high temperature stability of each cement dosage emulsified asphalt cold recycling mixture could meet the construction requirements, the cement dosage was 1.5%, more economic.

cold recycling, old material, splitting strength, rut test

1009-6825(2015)01-0115-02

2014-10-28

趙文美(1964- )，女，高級工程師

TU535

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