就地?zé)嵩偕?3型瀝青混合料組成設(shè)計(jì)及應(yīng)用

梁高榮 歐錦石 羅桂銀

摘要：為促進(jìn)廣西高速公路舊瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的可持續(xù)發(fā)展，文章采用離心分離法對(duì)舊瀝青路面SAM-13、KH-13進(jìn)行抽提試驗(yàn)，對(duì)回收瀝青添加0%、3%、5%、7%再生劑后的再生瀝青及其混合料進(jìn)行了評(píng)價(jià)，舊SAM-13的RAP與新拌瀝青混合料按70%∶30%的比例設(shè)計(jì)，舊KH-13的RAP與新拌瀝青混合料按80%∶20%的比例設(shè)計(jì)。結(jié)果表明：再生劑摻量為5%時(shí)，再生瀝青及混合料的性能得到較好的改善，在再生SMA-13（KH-13）中4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm的通過(guò)率分別約為33%、25%、10%（42.5%、32%、7%），再生SMA-13（KH-13）的最佳油石比為6.1%（5.0%），其高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)均>6 000次/mm、凍融劈裂試驗(yàn)強(qiáng)度比均>90%，就地?zé)嵩偕鶶MA-13（KH-13）的現(xiàn)場(chǎng)空隙率≤6%，瀝青路面性能良好。

關(guān)鍵詞：道路工程;就地?zé)嵩偕?級(jí)配;空隙率;動(dòng)穩(wěn)定度

In order to promote the sustainable development of hot inplace regeneration technology of the old asphalt pavement in Guangxi expressways，this article uses the centrifugal separation method to extract the old asphalt pavement SAM13 and KH13，and evaluates the recycled asphalt after adding 0%，3%，5% and 7% regenerant and its mixtures，then，the old SAM13 RAP and fresh asphalt mixture are designed according to 70%∶30% ratio，and the old KH13 RAP and fresh asphalt mixtures are designed according to 80%∶20% ratio.The results show that the performance of recycled asphalt and mixture is better improved when the amount of regenerant is 5%，the pass rates of 4.75 mm，2.36 mm and 0.075 mm in regenerated SMA13（KH13） are respectively about 33%，25%，and 10% （42.5%，32%，7%），the best oilstone ratio of regenerated SMA13（KH13） is 6.1% （5.0%），and its hightemperature stability test is all greater than 6000 times/mm，the intensity ratio of freezethaw splitting test is all greater than 90%，the onsite void ratio of hot inplace regenerated SMA13（KH13） does not exceed 6%，and the performance of asphalt pavement is good.

Road engineering;Hot inplace regeneration;Gradation;Void ratio;Dynamic stability

0 引言

瀝青路面再生利用技術(shù)，是將需要翻修或者廢棄的舊瀝青路面，經(jīng)過(guò)翻挖、回收、破碎、篩分，再和新集料、新瀝青材料適當(dāng)配合，重新拌合成為具有良好路用性能的再生瀝青混合料，用于鋪筑路面面層或基層的整[JP+1]套工藝技術(shù)。美國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家和地區(qū)20世紀(jì)90年代已經(jīng)能夠?qū)⑷繌U舊瀝青路面材料加以再生利用。就地?zé)嵩偕夹g(shù)是利用專用設(shè)備加熱舊瀝青路面，然后將處于高溫狀態(tài)的舊瀝青路面進(jìn)行松耙，并添加再生劑，通過(guò)翻松、就地拌合，接著添加再生劑，并提升至專用拌合設(shè)備與新料進(jìn)行拌合，最后攤鋪、碾壓成型的技術(shù)。就地?zé)嵩偕夹g(shù)不損傷舊瀝青路面的碎石，舊瀝青路面材料可以100%再生利用，熱再生混合料級(jí)配可進(jìn)行勻質(zhì)性設(shè)計(jì)及攤鋪[1-5]。

柳州至南寧高速公路鳳凰試驗(yàn)路于2005年1～4月在舊混凝土上加鋪了約120 mm厚瀝青層，其中，瀝青路面表面層厚40 mm，右幅采用SMA-13、左幅采用KH-13。為促進(jìn)廣西高速公路舊瀝青路面再生技術(shù)的提升，本文依托2017年柳州至南寧高速公路改擴(kuò)建工程鳳凰段舊瀝青路面表面層就地?zé)嵩偕囼?yàn)路，設(shè)計(jì)了兩種不同級(jí)配的熱再生瀝青混合料，就地?zé)嵩偕鸀r青路面的現(xiàn)場(chǎng)空隙率≤6%，其芯樣骨架和密實(shí)性均不錯(cuò)。

1 原材料

1.1 瀝青

新拌瀝青混合料采用中航路通實(shí)業(yè)有限公司提供的SBS（I-D）改性瀝青，其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

1.2 集料及填料

新拌瀝青混合料采用的礦料分為三擋規(guī)格，田東巖相山輝綠巖1#料（10～15 mm）、2#料（5～10 mm），來(lái)賓穿山鎮(zhèn)石灰?guī)r3#料（0～5 mm）的機(jī)制砂。填料為廣西聯(lián)壯科技有限公司生產(chǎn)的礦粉。集料及填料的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

1.3 舊路面材料

在南寧至柳州方向（K1305+000～K1310+000段）舊瀝青路面中隨機(jī)選取較有代表性段落（K1306+000右幅SMA-13硬路肩、K1306+000左幅KH-13硬路肩）現(xiàn)場(chǎng)取樣。采用離心分離法進(jìn)行瀝青混合料的抽提試驗(yàn)，其油石比測(cè)試結(jié)果分別為6.3%、5.1%。礦料級(jí)配見(jiàn)表4。

1.4 再生劑及其摻量

再生劑采用江蘇省瀝青路面熱再生工程技術(shù)研究中心生產(chǎn)的Freetech-F0110再生劑。從抽提液回收瀝青，并對(duì)添加0%、3%、5%、7%再生劑后的再生瀝青進(jìn)行三大指標(biāo)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

分別對(duì)摻入瀝青質(zhì)量的0%、5%、7%再生劑的瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6、表7，其中，馬歇爾試件成型溫度為150 ℃～155 ℃。

從表5～7可知，再生劑摻量為5%時(shí)，回收瀝青性能指標(biāo)基本恢復(fù)到SBS（I-D）瀝青的水平，瀝青混合料的性能得到較好改善。

1.5 木質(zhì)素纖維

木質(zhì)素纖維生產(chǎn)廠家為天津中創(chuàng)同盛建材實(shí)業(yè)有限公司。其密度為1.13 g/cm3，再生瀝青混合料SMA-13木質(zhì)素纖維摻量為混合料質(zhì)量的0.4%。

2 就地?zé)嵩偕?3型瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)及應(yīng)用

2.1 目標(biāo)配合比的組成設(shè)計(jì)及性能驗(yàn)證

根據(jù)K1306+000段右幅SMA-13、K1306+000段左幅KH-13的RAP及新礦料試驗(yàn)結(jié)果，擬采用新拌瀝青混合料與右幅SMA-13的RAP比例為30%∶70%、新拌瀝青混合料與左幅KH-13的RAP比例為20%∶80%。新拌瀝青混合料及再生混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)見(jiàn)表8～10。

油石比按0.3%～0.4%的間隔成型馬歇爾試件。試驗(yàn)時(shí)礦料的加熱溫度為185 ℃，瀝青的加熱溫度為165 ℃，瀝青混合料的拌合溫度為180 ℃，擊實(shí)溫度為150 ℃～155 ℃。拌合時(shí)先將摻量為瀝青質(zhì)量5%的再生劑與RAP材料攪拌均勻，然后再與新拌混合料攪拌均勻。再生瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)體積參數(shù)見(jiàn)表11、表12。

由表11可知，再生瀝青混合料SMA-13取與目標(biāo)空隙率4.1%對(duì)應(yīng)的油石比6.1%作為最佳油石比。從表12可知，再生瀝青混合料KH-13取與目標(biāo)空隙率4.5%對(duì)應(yīng)的油石比4.9%作為最佳油石比。

再生瀝青混合料水穩(wěn)定性與高溫穩(wěn)定性驗(yàn)證等試驗(yàn)結(jié)果如表13～15所示。

2.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)熱料倉(cāng)篩分結(jié)果進(jìn)行新拌瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。其中，熱料倉(cāng)的礦料分為四檔規(guī)格，分別為5#料（11～16 mm）、6#料（6～11 mm）、7#料（3～6 mm）、8#料（0～3 mm）。新拌瀝青混合料設(shè)計(jì)級(jí)配見(jiàn)表16，再生瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表17～19。其中，再生瀝青混合料SMA-13的油石比為6.1%，再生瀝青混合料KH-13的油石比為5.0%。

2.3 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證

就地再生瀝青混合料施工配合比的礦料組成設(shè)計(jì)見(jiàn)表20。

就地?zé)嵩偕鸀r青路面試驗(yàn)路壓實(shí)度、厚度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表21、表22。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

從表7～22可知：

（1）就地?zé)嵩偕f瀝青路面材料摻配比例高，其中，舊SMA-13、KH-13的RAP用量為80%、70%。

（2）設(shè)計(jì)的就地?zé)嵩偕鶶MA-13、KH-13混合料的高溫穩(wěn)定性能、水穩(wěn)定性能良好。

（3）為控制新拌瀝青混合料的析漏，在施工時(shí)，新拌瀝青混合料采用4.5%的油石比，在舊SMA-13材料中增加舊料RAP質(zhì)量0.4%的熱瀝青，以保證合成油石比達(dá)到設(shè)計(jì)油石比的6.1%。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）就地?zé)嵩偕鸀r青路面的級(jí)配設(shè)計(jì)宜接近原瀝青混合料的礦料組成設(shè)計(jì)，舊瀝青路面就地?zé)嵩偕瞬捎门c其相應(yīng)的級(jí)配。

（2）柳南路就地?zé)嵩偕鶶MA-13、KH-13試驗(yàn)路壓實(shí)度代表值≥94%、密實(shí)不滲水，芯樣骨架嵌擠穩(wěn)定，瀝青路面性能良好。

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