銑刨速度對(duì)RAP材料影響的試驗(yàn)研究

周小紅

摘要：不同的銑刨速度對(duì) RAP材料的性能有著一定的影響，特別是對(duì)RAP材料的級(jí)配組成有著較大的影響，本研究對(duì)不同的舊瀝青混凝土路面采用不同的銑刨速度，對(duì)銑刨所得的RAP材料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，得到篩孔通過百分率、級(jí)配曲線與各粒徑范圍所占比例，并對(duì)以上結(jié)果展開研究。從試驗(yàn)結(jié)果中，可以得到銑刨速度較低時(shí)，不同路面的回收料的級(jí)配差異越小，各粒徑范圍所占比例的波動(dòng)越小。

Abstract： Different milling speeds have certain influence on the performance of RAP materials， especially the gradation composition of RAP materials. This study used different milling speeds for different old asphalt concrete pavements. The RAP material obtained by milling was subjected to screening test， and the percentage of mesh passage， gradation curve and the proportion of each particle size range were obtained， and the above results were studied. From the test results， it can be found that when the milling speed is low， the gradation difference of the recycled materials of different road surfaces is smaller， and the fluctuation of the proportion of each particle size range is smaller.

關(guān)鍵詞：銑刨速度；銑刨料；級(jí)配；RAP材料

Key words： milling speed；milling material；grading；RAP material

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）28-0171-03

0 引言

自瀝青路面再生技術(shù)得到應(yīng)用與推廣以來，很多學(xué)者對(duì)RAP材料性能與回收工藝展開了研究。Kim[1]對(duì)將SBS改性瀝青作為新瀝青與舊RAP拌和后的混合料性能進(jìn)行了研究，采用APA和IDT對(duì)0-35%的舊料摻配率下混合料進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明在所有的舊料摻配率下，混合料都顯示出良好的性能。方楊[2]等采用兩種銑刨方案對(duì)其進(jìn)行銑刨，對(duì)RAP礦料級(jí)配、瀝青含量、回收瀝青性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比研究，對(duì)于使用7年左右的瀝青混凝土路面，推薦采用全厚度銑刨。張明杰[3]等研究表明與整體銑刨回收相比，采用分層銑刨回收，RAP的油石比、舊瀝青各性能指標(biāo)及舊集料各篩孔通過百分率的變異性均較小。邱勝華[4]等在河南連霍高速公路工程項(xiàng)目瀝青路面廠拌冷再生施工中通過精確控制泡沫瀝青生產(chǎn)參數(shù)、改進(jìn)舊路面銑刨速度、提高舊路面回收料質(zhì)量等一系列措施保證了冷再生層質(zhì)量。

基于國(guó)內(nèi)外的研究，對(duì)不同路面與銑刨速度對(duì)銑刨料性能的影響研究可提高銑刨料的利用率，控制舊料的變異性。因此，進(jìn)一步對(duì)RAP級(jí)配組成受銑刨速度的影響試驗(yàn)研究將使得瀝青路面回收工藝更加完善。

1 試驗(yàn)

1.1 銑刨方案的設(shè)計(jì)

在SMA和AC路面的車道上各選取三處銑刨位置，每一銑刨位置分別以4m/min，5m/min，6m/min的速度進(jìn)行銑刨，路段上具體銑刨調(diào)速方案如圖1所示。

1.2 篩分試驗(yàn)

按照設(shè)計(jì)的銑刨方案，可得到18組RAP材料，再將每組RAP材料分為兩組，共計(jì)36組。按照J(rèn)TG E42-2005《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》，對(duì)這36組RAP材料進(jìn)行篩分試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 篩孔通過率和級(jí)配曲線

根據(jù)篩分試驗(yàn)結(jié)果，整理出不同原路面類型和銑刨速度下的RAP篩孔通過率及變異系數(shù)表（表1）與RAP級(jí)配曲線圖（圖2）。

總體來看，無論是SMA路面還是AC路面，銑刨速度越快，則RAP材料粒徑整體級(jí)配越粗，這和已有的研究結(jié)論一致。

從表1中可以看出，在同一銑刨速度下對(duì)于不同的原路面，各個(gè)篩孔通過率的變異系數(shù)隨著顆粒粒徑由粗到細(xì)逐漸增大，銑刨速度的增大也使得各個(gè)篩孔通過率的波動(dòng)變大。

圖2中的級(jí)配曲線在較低的銑刨速度下，SMA路面和 AC 路面越接近，而隨著銑刨速度的增加，兩者的差距逐漸加大。對(duì)于目前的高等級(jí)公路，由于經(jīng)過多次維修造成的路面結(jié)構(gòu)的差異，在銑刨速度較低的情況下，這種差異已經(jīng)非常小，因此這兩種路面的級(jí)配也幾于接近。換言之，采用較低的銑刨速度對(duì)不同的瀝青混凝土路面進(jìn)行銑刨時(shí)，所得的RAP材料級(jí)配組成與本研究所得級(jí)配應(yīng)該是比較接近的。

2.2 分計(jì)篩余

通過對(duì)RAP材料的篩孔通過率與級(jí)配曲線的分析，可初步判斷出銑刨速度對(duì)篩孔通過率的波動(dòng)產(chǎn)生一定的影響，為了解各粒徑波動(dòng)的具體情況，本研究進(jìn)一步對(duì)RAP材料的分級(jí)篩余比進(jìn)行分析，分析結(jié)果如表2、圖3與圖4所示。

分析圖3中的粒徑含量變化情況可知，0.075mm以下與26.5～37mm顆粒在18組數(shù)據(jù)中含量都較小，因此在這兩者范圍中的粒徑比例的波動(dòng)沒有太大起伏。忽略這兩粒徑范圍分析其余粒徑，可以明顯看出4.75～9.5mm的粒徑范圍所占比例也趨于穩(wěn)定，在此粒徑范圍外的波動(dòng)都比較大，整個(gè)曲線呈現(xiàn)出以4.75～9.5mm為中心，兩邊粒徑范圍內(nèi)顆粒比例的不斷波動(dòng)的凸曲線。

從圖4中可以發(fā)現(xiàn)4.75～9.5mm粒徑范圍的變異系數(shù)最小且只有8%，即可認(rèn)為在不同原路面類型、不同銑刨速度與不同取樣位置的影響下，這一粒徑范圍所占比例基本不發(fā)生變化。

結(jié)合對(duì)冷再生技術(shù)的已有研究可分析以上現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，冷再生配合比設(shè)計(jì)中往往會(huì)摻加一些新集料對(duì)級(jí)配進(jìn)行調(diào)整，通常選用的是0～5mm粒徑范圍的細(xì)集料或者10mm以上的粗集料。因此4.75～9.5mm的顆粒含量對(duì)于冷再生混合料顯得尤為特殊，這一粒徑范圍的顆粒含量在冷再生配合比設(shè)計(jì)中是唯一不可調(diào)整的，同樣也無法通過銑刨速度進(jìn)行調(diào)整。

3 結(jié)論

①不論是SMA路面還是AC路面，銑刨速度越快，RAP材料的整體級(jí)配越粗；

②除了4.75～9.5mm粒徑范圍之外，由銑刨速度變化導(dǎo)致的各粒徑范圍所占比例的波動(dòng)較大，隨著銑刨速度的減小這種波動(dòng)有減小趨勢(shì)；

③對(duì)目前的高等級(jí)公路，以較小的銑刨速度對(duì)不同原路面進(jìn)行銑刨，可減少因路面類型的不同而導(dǎo)致的RAP材料級(jí)配差異過大的問題，使RAP材料質(zhì)量更易于控制；

④結(jié)合①②③結(jié)論，在較小的銑刨速度下，可不必對(duì)不同路面進(jìn)行分別銑刨，也不會(huì)引起篩孔通過率的較大的波動(dòng)，但是其銑刨的回收料的級(jí)配偏細(xì)，相對(duì)應(yīng)的在較大銑刨速度下，銑刨的回收料級(jí)配偏粗然而要對(duì)不同路面分別銑刨，同時(shí)要注意篩孔通過率波動(dòng)大的情況。因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中，建議結(jié)合所需RAP材料的變異性要求選擇合理的銑刨速度。

參考文獻(xiàn)：

[1]Kim S. Performance of Polymer-Modified Asphalt Mixture with Reclaimed Asphalt Pavement[C]//Transportation Research Record， 89th Annual Meeting， National Research Council， Washington DC， 2009，2126：109-114.

[2]方楊，吳傳海.基于熱再生技術(shù)的瀝青混凝土路面銑刨速度[J].公路，2013（08）：307-309.

[3]張明杰，祁文洋.銑刨速度對(duì)RAP變異性和級(jí)配的影響[J]. 石油瀝青，2016（04）：12-17.

[4]邱勝華.瀝青路面廠拌冷再生施工工藝與質(zhì)量控制[J].價(jià)值工程，2016（10）：120-123.