現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青混合料耐久性能試驗(yàn)研究

寇鳳岐

(衡水公路工程總公司，河北 衡水 053000)

0 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，交通量不斷增加，交通渠化日益嚴(yán)重，重載超載現(xiàn)象日益突出，加之老化現(xiàn)象，使瀝青路面的使用壽命大為降低［1］。同時(shí)產(chǎn)生大量的廢舊瀝青混合料，大量的廢舊瀝青混合料不僅浪費(fèi)資源，而且污染環(huán)境，因此瀝青混合料熱再生技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)瀝青混合料熱再生技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，但都集中在常規(guī)路用性能方面［2，3］。對(duì)熱再生瀝青混合料的耐久性能尤其是抗凍融循環(huán)性能和抗老化性能研究較少，而瀝青混合料的耐久性能直接關(guān)系著其使用性能和經(jīng)濟(jì)效益［4］，因此研究熱再生瀝青混合料的耐久性十分重要。基于此，本文通過試驗(yàn)，以現(xiàn)場(chǎng)熱再生為例，研究了熱再生瀝青混合料的耐久性能，對(duì)促進(jìn)熱再生瀝青混合料技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用，提供理論參考。

1 原材料

礦料選用玄武巖，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。瀝青選用70#基質(zhì)瀝青，其技術(shù)指標(biāo)如表1。瀝青混合料級(jí)配選用AC－16，配合比見表2。

表1 瀝青的基本技術(shù)指標(biāo)

表2 廠拌熱再生新拌瀝青混合料合成級(jí)配

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 凍融劈裂試驗(yàn)

采用劈裂試驗(yàn)測(cè)定不同凍融循環(huán)次數(shù)下熱再生瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度和劈裂勁度模量，并與新瀝青混合料作對(duì)比，研究?jī)鋈谧饔脤?duì)熱再生瀝青混合料耐久性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

從圖1可以看出，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增多，兩種瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度和劈裂勁度模量都逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定，例如當(dāng)循環(huán)次數(shù)由0 次增大至10 次和15 次時(shí)，熱再生瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度由1.06 MPa 減小至0.86 MPa 和 0.84 MPa。這是因?yàn)殡S著凍融次數(shù)的增多，水結(jié)冰引起的瀝青混合料體積膨脹逐漸增大，對(duì)瀝青混合料的損傷逐漸增大，因此劈裂抗拉強(qiáng)度和劈裂勁度模量逐漸減小，而當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定值后，水結(jié)冰對(duì)混合料內(nèi)部的膨脹力逐漸趨于穩(wěn)定，因此劈裂抗拉強(qiáng)度和劈裂勁度模量也趨于穩(wěn)定。當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)相同時(shí)，熱再生瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度和劈裂勁度模量都小于新瀝青混合料，說明雖然熱再生瀝青混合料的承載能力不如新瀝青混合料，但再生劑的加入對(duì)舊瀝青混合料有較大程度的改善。

2.2 小梁低溫彎曲試驗(yàn)

對(duì)不同凍融循環(huán)次數(shù)后熱再生瀝青混合料和新瀝青混合料進(jìn)行小梁低溫彎曲試驗(yàn)，研究?jī)鋈谧饔脤?duì)熱再生瀝青混合料低溫抗裂性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

從圖2可以看出，兩種瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度和彎曲勁度模量都隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增多逐漸減小，而最大彎拉應(yīng)變總體卻隨凍融循環(huán)次數(shù)的增多逐漸增大，其中熱再生瀝青混合料在凍融循環(huán)次數(shù)為10 次時(shí)最大彎拉應(yīng)變最大，例如當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)由0 次增大至10 次和15 次時(shí)，熱再生瀝青混合料的最大彎拉應(yīng)變由 4 700 με 增大至 5 000 με 和4 900 με，分別增大了6.4%和4.3%。當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)相同時(shí)，熱再生瀝青混合料的彎曲勁度模量雖然小于新瀝青混合料，而最大彎拉應(yīng)變和彎拉強(qiáng)度卻大于新瀝青混合料，說明熱再生瀝青混合料有更好的低溫抗變形能力，這與再生劑的作用有關(guān)。

圖2 小梁低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果

2.3 長(zhǎng)期老化后劈裂試驗(yàn)

對(duì)兩種瀝青混合料經(jīng)長(zhǎng)期老化后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，并與老化前作對(duì)比，研究老化作用對(duì)熱再生瀝青混合料耐久性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 長(zhǎng)期老化后試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，對(duì)于兩種瀝青混合料，經(jīng)長(zhǎng)期老化后劈裂抗拉強(qiáng)度和破壞勁度模量都有所增大，而破壞應(yīng)變減小，瀝青混合料的低溫變形能力變差，這是因?yàn)槔匣^程中瀝青中的輕質(zhì)組分蒸發(fā)，瀝青結(jié)合料變硬變脆，模量增大，低溫時(shí)彈性形變能力減弱，因此混合料的變形性能變差。老化后熱再生瀝青混合料的破壞彎拉應(yīng)變降低18.1%，新瀝青混合料的破壞彎拉應(yīng)變降低12.3%，說明老化對(duì)熱再生瀝青混合料低溫性能的影響大于新瀝青混合料。

3 結(jié)論

1)隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增多，兩種瀝青混合料的裂抗拉強(qiáng)度和劈裂勁度模量都逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定，凍融循環(huán)10 次和15 次時(shí)，熱再生瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度相差0.02 MPa;當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)相同時(shí)，熱再生瀝青混合料的裂抗拉強(qiáng)度和劈裂勁度模量都小于新瀝青混合料。

2)兩種瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度和彎曲勁度模量都隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增多逐漸減小，而最大彎拉應(yīng)變總體卻隨凍融循環(huán)次數(shù)的增多而增大，相同凍融循環(huán)次數(shù)下，熱再生瀝青混合料的最大彎拉應(yīng)變大于新瀝青混合料，說明熱再生瀝青混合料具有較強(qiáng)的低溫抗變形能力。

3)長(zhǎng)期老化后，兩種瀝青混合料的劈裂抗拉強(qiáng)度和破壞勁度模量增大，而破壞應(yīng)變減小，其中熱再生瀝青混合料破壞彎拉應(yīng)變的降低幅度大于新瀝青混合料，說明老化對(duì)熱再生瀝青混合料的影響大于新瀝青混合料。

［1］車 法，蔣雙全，李混印.現(xiàn)場(chǎng)熱再生瀝青混合料性能試驗(yàn)研究及評(píng)價(jià)［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32(14):65 －69.

［2］紀(jì)小平，鄭南祥，楊黨旗，等.基于復(fù)合粘溫曲線的熱再生瀝青混合料拌合溫度研究［J］.中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2010，23(5):36 －21.

［3］薛彥卿，黃曉明.廠拌熱再生瀝青混合料力學(xué)性能試驗(yàn)研究［J］.建筑材料學(xué)報(bào)，2011，14(4):507 －511.

［4］郭乃勝，尤占平，趙穎華，等.溫拌瀝青混合料耐久性能［J］.中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2014，27(8):17 －22.