復(fù)拌型就地?zé)嵩偕?jí)配設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化研究

劉 偉

（遼寧省交通廳公路管理局，遼寧 沈陽(yáng)110005）

復(fù)拌型就地?zé)嵩偕?jí)配設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化研究

劉 偉

（遼寧省交通廳公路管理局，遼寧 沈陽(yáng)110005）

本文對(duì)復(fù)拌型就地?zé)嵩偕鸀r青混合料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。通過(guò)室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)，確定再生混合料的級(jí)配、油石比，并檢驗(yàn)了路用性能。

再生混合料；瀝青混合料；基質(zhì)瀝青

1 引 言

目前，我國(guó)公路建設(shè)已位于世界前列，公路系統(tǒng)也逐漸趨于完善，下一階段我們的目標(biāo)主要是放在材料利用方面，而材料再利用是當(dāng)前較熱的一個(gè)課題，通過(guò)對(duì)再生瀝青混合料進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高瀝青材料再利用率。本文就是研究瀝青路面材料再利用課題。

2 技術(shù)要求

再生混合料按照AC-13瀝青混合料技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，Marshall試驗(yàn)技術(shù)要求雙面擊實(shí)75次，孔隙率4～5%，穩(wěn)定度MS值不小于10kN，流值在2.0mm～4.0mm之間，瀝青飽和度在65%～75%之間。

3 原材料要求

3.1 新瀝青

采用A-70號(hào)瀝青，瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 瀝青指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表

3.2 舊瀝青及再生劑

本試驗(yàn)采用的再生劑為RA-F0110，根據(jù)委托方要求，再生劑用量為舊瀝青質(zhì)量的3%。舊瀝青及再生劑摻量試驗(yàn)結(jié)果由委托方提供。

3.3 回收瀝青路面材料 （RAP）

將切割的塊狀回收瀝青路面材料在100℃左右烘箱中加熱3～4h，使回收路面材料充分分散，采用抽提試驗(yàn)檢測(cè)RAP的瀝青含量和級(jí)配組成，由試驗(yàn)結(jié)果表明油石比為5.0%，級(jí)配篩分結(jié)果見表2。

表2 RAP抽提后集料篩分結(jié)果

3.4 新集料和礦粉

對(duì)添加的新集料和礦粉進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3～表6。

表3 新集料和礦粉篩分結(jié)果

表4 粗集料指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

表5 細(xì)集料指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

表6 礦粉指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

4 新添加混合料配合比的確定

為達(dá)到有效的改善原路面材料級(jí)配的目的，需摻入一定比例的新熱拌瀝青混合料。設(shè)計(jì)采用AC-13型瀝青混合料對(duì)原級(jí)配予以微調(diào)修正，利用上述原材料進(jìn)行瀝青礦料級(jí)配曲線設(shè)計(jì)，經(jīng)試配，新添加的AC-13型瀝青混合料配合比為：9.5～16mm∶4.75～9.5mm∶2.36～4.75mm∶0～2.36mm∶礦粉=34∶32∶7∶23∶4。 經(jīng)試配， 添加新的AC-13型瀝青混合料級(jí)配為：9.5～16mm∶4.75～9.5mm∶2.36～4.75mm∶0～2.36mm∶礦粉=34∶32∶7∶23∶4。級(jí)配曲線圖見圖1。

圖1 新添加的瀝青混合料 （AC-13）級(jí)配曲線圖

由于原路面面層瀝青混合料的油石比偏大，新添加料AC-13的初始油石比選用4.6%。

5 復(fù)拌型再生混合料配合比的確定

5.1 新料添加比例的確定

本次試驗(yàn)采用的比例為RAP：新集料=70:30。復(fù)拌型瀝青混合料的級(jí)配曲線圖見圖2。

圖2 復(fù)拌型熱再生瀝青混合料的級(jí)配曲線

5.2 新瀝青添加量的確定

在舊混合料中添加3%的再生劑 （以舊瀝青質(zhì)量的百分比計(jì)）后與新AC-13的礦料按比例混合。新添加A-70號(hào)基質(zhì)瀝青，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表9 復(fù)拌型熱再生混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

最佳油石比確定：

由于密度沒有出現(xiàn)峰值，最佳油石比的初始值OAC1=a3=0.04%；

各指標(biāo)符合表10瀝青混合料技術(shù)要求的油石比范圍OACmin～OACmax=0.0%～0.04%；

OAC2=（OACmin+OACmax）/2=0.02%；

最佳瀝青用量OAC=（OAC1+OAC2）/2=0.03%≈0.0%。

表10 最佳瀝青用量時(shí)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，初步確定最佳新瀝青添加量（油石比）為0.0%，即不添加新瀝青。

因此，復(fù)拌型就地?zé)嵩偕浜媳忍砑?%再生劑 （按舊瀝青質(zhì)量的百分比計(jì)）和30%的新AC-13（按總礦料質(zhì)量的百分比計(jì)，油石比4.6%），不再添加新瀝青。

6 復(fù)拌型再生瀝青混合料路用性能檢驗(yàn)

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果制備試件，分別進(jìn)行瀝青混合料的各項(xiàng)路用性能檢驗(yàn)。試驗(yàn)得到浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度86.5%，凍融劈裂實(shí)驗(yàn)殘留強(qiáng)度比為83.5%，車轍穩(wěn)定度6570.2，在-10℃低溫彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變?yōu)?056.3με。這些結(jié)果滿足AC-13使用性能。

7 結(jié)論

由本文研究可知，所設(shè)計(jì)的復(fù)拌型熱再生瀝青混合料滿足現(xiàn)行規(guī)范的技術(shù)指標(biāo)要求。即采用70%舊瀝青路面材料 （按總礦料質(zhì)量的百分比計(jì)，油石比5.0%）+3%再生劑 （按舊瀝青質(zhì)量百分比計(jì)）+30%新AC-13（按總礦料質(zhì)量的百分比計(jì)，油石比4.6%）的合成配比。因?qū)嶋H路面施工均勻性存在變異，復(fù)拌型就地?zé)嵩偕┕すに?、再生劑、新瀝青混合料的用量應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)段最終確定，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況作適當(dāng)調(diào)整。

［1］中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范：JTG D50-2017［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［2］中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程：JTG E20-2011［S］.北京：人民交通出版社，2011.

［3］中華人民共和國(guó)交通部.公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程：JTG E42-2005［S］.北京：人民交通出版社，2005.

［4］中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范：JTG F41-2008［S］.北京：人民交通出版社，2008.

Study on Gradation Design and Performance Optimization of Compound Hot in Place Recycling

LIU Wei

This paper studies the mix proportion design of recycled hot mix asphalt mixture.Through indoor mixture ratio design tests,the gradation of recycled mixture and the ratio of asphalt to stone were determined while the road performance was tested.

recycled mixture,asphalt mixture,matrix asphalt

U414.01

A

1008-3812（2017）05-007-03

2017-10-17

劉偉 （1972— ），男，遼寧沈陽(yáng)人，碩士研究生，高級(jí)工程師。研究方向：路面病害防治。