溫拌再生瀝青混合料路用性能試驗研究

程 菓

(重慶交通大學，重慶 400074)

溫拌再生瀝青混合料路用性能試驗研究

程 菓

(重慶交通大學，重慶 400074)

對廢舊瀝青混合料進行了溫拌再生利用，以Sasobit溫拌劑作為外添劑，舊料的摻入量分別取0%、10%、30%、50%，進行了溫拌再生混合料的路用性能試驗研究。試驗結(jié)果表明：當溫拌劑的摻量取3%時，其馬歇爾指標均滿足規(guī)范要求，但當舊料替代量為50%時，其空隙率接近規(guī)范極限值，因此，建議取舊料的替代量為50%以下；溫拌再生瀝青混合料的動穩(wěn)定度隨著舊料替代量增加而出現(xiàn)增長，具有良好的高溫穩(wěn)定性；舊料的摻入較大程度降低了其低溫抗裂性能，摻入量越大，其值降低幅度越大，對舊路摻量應精算控制。

溫拌再生瀝青混合料；路用性能；室內(nèi)試驗

1 室內(nèi)試驗

1.1 試驗材料

(1)溫拌劑： Sasobit溫拌劑是高熔點的聚烯烴類有機物，其相關(guān)性能如表1所示。

表1 Sasobit溫拌劑性能指標

(2)瀝青：采用殼牌90#石油瀝青，按相關(guān)規(guī)范標準對其檢測，相關(guān)性能如表2。

表2 瀝青的性能指標

(3)新舊集料：新集料種類選擇玄武巖，礦粉選用石灰?guī)r，相關(guān)性能指標如表3所示。舊料來源于某公路整修工程，篩分后按不同的粒徑添入新料中以滿足級配要求。

表3 集料的物理性質(zhì)指標

1.2 配合比設計

(1)礦料級配

級配類型選擇AC-16型，其配合比與瀝青用量的確定采用熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗確定，設計級配如表4所示。

表4 瀝青混合料設計級配組成(AC-16)

(2)最佳油石比確定

Sasobit溫拌劑的最佳摻入量取3%，參照相關(guān)規(guī)范，按熱拌瀝青混合料的類型確定最佳油石比，其中集料全部采用新集料，以AC-16型配合比類型制備試件進行馬歇爾試驗可得最佳油石比為4.5%，各項技術(shù)指標如表5所示。之后試驗中溫拌再生瀝青混合料的油石比均取4.5%。

表5 馬歇爾試驗結(jié)果(AC-16)

1.3 試驗方案

分別取廢舊料的替代量為0%、10%、30%、50%，溫拌劑摻入量為3%，油石比取4.5%，按AC-16級配類型制備再生瀝青混合料試件。參照相關(guān)規(guī)范標準，分別對試件進行馬歇爾試驗、車轍試驗、小梁彎曲試驗及凍融劈裂試驗。試驗以舊料替代量0%的熱拌瀝青混合料作為對照組。

2 室內(nèi)試驗結(jié)果分析

2.1 馬歇爾試驗結(jié)果分析

對于溫拌再生瀝青混合料，以馬歇爾試驗對其進行相關(guān)性能的檢驗。當舊材料的替代量為0%、10%、30%、50%時，馬歇爾試驗結(jié)果如表6所示。

表6 不同摻量下瀝青混合料馬歇爾試驗結(jié)果

由表6可知，對于不同舊料替代量下的再生瀝青混合料，其相關(guān)性能指標均符合規(guī)范要求。其中，溫拌再生瀝青混合料相比于熱拌，其穩(wěn)定度有所降低，但各舊料替代量下的穩(wěn)定度無明顯差別，當舊料替代量為10%～30%時，其空隙率最小，替代量為50%時，空隙率值達到了5.8%，接近規(guī)范要求的極限值。因此，工程應用中，建議取舊料的替代量為50%以下。

2.2 高溫穩(wěn)定性

對于溫拌再生瀝青混合料，其抗車轍性能直接關(guān)系到其在高溫下的穩(wěn)定性與使用性能。車轍試驗時的溫度為60 ℃，試件恒溫養(yǎng)護6 h后對其沿成型方向反復碾壓，碾壓速度為42±1次/min，輪壓為0.7 MPa，試驗結(jié)果見圖1。

圖1 溫拌再生瀝青混合料的車轍試驗結(jié)果

由圖1可知，舊料替代量為0%的情況下，相比于熱拌，溫拌瀝青混合料的動穩(wěn)定度降低了12.8%，隨著舊料替代量的增加，其動穩(wěn)定度逐漸增加。這是因為舊料的集料表明粗糙度較大，增大了其與新集料的接觸摩擦力，兩者構(gòu)建在一起形成的骨架密實性更好，從而高溫穩(wěn)定性越佳。另一方面，溫拌再生瀝青混合料普遍具有較高的動穩(wěn)定度，舊路摻入量分別為0%、10%、30%、50%時，動穩(wěn)定度分別為1 147次·mm-1、1 204次·mm-1、1 397次·mm-1、1 421次·mm-1，均滿足規(guī)范要求，高溫穩(wěn)定性良好。

2.3 低溫抗裂性

通過小梁彎曲試驗評價了低溫抗裂性能。測試設備采用MTS試驗機，試驗溫度為10±0.5 ℃，測試結(jié)果如圖2所示。

圖2 小梁彎曲試驗結(jié)果

由圖2可知，熱拌瀝青混合料的低溫彎曲應變?yōu)? 279 uε，對于溫拌再生瀝青混合料，舊料摻入量分別為0%、10%、30%、50%時，低溫彎曲破壞應變分別為2 279 uε、1 715 uε、1 469 uε、1 353 uε、1 209 uε。相比于熱拌，溫拌瀝青混合料低溫破壞應變發(fā)生了較大程度降低，且隨著舊料替代量的增加，破壞應變逐漸降低。這是因為舊料中存在的瀝青已發(fā)生老化，同時Sasobit溫拌劑的摻入降低了瀝青的粘度，從而使得低溫穩(wěn)定性隨之降低。

2.4 水穩(wěn)定性

采用凍融劈裂試驗對水穩(wěn)定性能進行檢測，試件制備后分兩組進行養(yǎng)護，一組水浴恒溫養(yǎng)護2 h，溫度為25 ℃；另一組水浴養(yǎng)護2 h后放入冰箱中，冰箱溫度設為-18 ℃，冰箱養(yǎng)護16 h，冰箱養(yǎng)護后再次以60 ℃的溫度水浴養(yǎng)護24 h。試驗前再次以25 ℃溫度水浴養(yǎng)護2 h方可試驗。

3 結(jié) 論

(1)對于溫拌再生瀝青混合料，當溫拌劑的摻量取3%時，其馬歇爾指標均滿足規(guī)范要求，但當舊料替代量為50%時，其空隙率接近規(guī)范極限值，因此，工程應用中，建議取舊料的替代量為50%以下。

(2)溫拌再生瀝青混合料的動穩(wěn)定度隨著舊料替代量增加而出現(xiàn)增長，具有良好的高溫穩(wěn)定性。

(3)對于溫拌再生瀝青混合料，舊料的摻入較大程度降低了其低溫抗裂性能，摻入量越大，其值降低幅度越大，對舊路摻量應精算控制。

(4)廢舊瀝青料的摻入對溫拌瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響不大，具有良好的水穩(wěn)定性。

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2017-03-30

程菓(1992-)，研究方向： 路基與路面工程。

U412

：C

：1008-3383(2017)07-0010-02