溫拌再生瀝青混合料與瀝青性能研究

楊曉曼

摘要：隨著我國從上世紀八九十年代開始不斷加大修筑的高速公路網(wǎng)絡如今逐漸步入使用壽命期限，許多地區(qū)的高速公路、國省道開始慢慢進入大中修階段，而這些工程產(chǎn)生了很多的廢舊瀝青，而如此大的需求體量催促了瀝青再生混合料的研發(fā)。而且隨著國家對環(huán)保理念的不斷加深，再生瀝青的研究漸漸步入發(fā)展期，目前，熱再生技術較為成熟，溫拌再生的研究還處在開始階段。溫拌再生瀝青混合料是一種結合再生技術和溫拌技術的新型瀝青混合料。一方面，溫拌的較低攪拌碾壓溫度較好地避免了再生瀝青中舊瀝青的二次老化。溫拌劑的加入也很好地使得新舊瀝青能夠快速地進行混融。另一方面，較低的溫度也使得瀝青作業(yè)的能耗和污染問題得到較好的改善，符合目前國家的戰(zhàn)略布局要求。但是現(xiàn)在溫拌再生瀝青較多進行瀝青或瀝混單方面的研究。研究了摻入舊瀝青的改性瀝青的性能，確定了混融再生瀝青的變化趨勢。實驗研究了再生劑和表面活性劑型溫拌劑的摻入對于混融再生瀝青的影響。分析了溫拌再生瀝青混合料的馬歇爾試驗特性。

關鍵詞：溫拌;再生瀝青混合料;瀝青;性能

中圖分類號：? U416? ? ? ? 文獻標識碼：A

1 配合比設計步驟

溫拌再生瀝青混合料的目標配合比設計可以按以下步驟進行：（ 1） 分析舊瀝青混合料的性能，確定 RAP 中的油石比和礦質混合料級配;（ 2） 根據(jù)工程實踐和試驗研究確定 RAP 摻配比例，確定工程設計級配范圍;（ 3） 選擇合適的新集料，進行礦質混合料配合比設計，使混合后的礦質混合料級配滿足工程設計級配范圍的要求;（ 4） 選擇新瀝青和再生劑，并確定它們的用量;（ 5） 選擇合適的溫拌劑，并確定其用量;（ 6） 確定最佳油石比;（ 7） 檢測溫拌再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性等路用性能。

2再生料變壓實特性

本文采用密實度 - 擊實溫度類比原理作為溫拌再生瀝青混合料溫度控制的方法。郭天惠等對于溫拌再生瀝青溫度確定的研究，發(fā)現(xiàn)通過變溫擊實可以很好的獲得與路用情況相符合的溫再生瀝青混合料的攪拌壓實溫度。所以，本文采用即變溫下等毛體積密度馬歇爾試件的擊實實驗來獲取 sasobit 溫拌劑的攪拌壓實溫度。根據(jù)變溫擊實試驗，本文對于文中采用 165℃作為的熱拌再生瀝青混合料的攪拌壓實溫度，采用 145℃作為 sasobit 型溫再生瀝青混合料的攪拌壓實溫度。根據(jù) 2 節(jié)的實驗原理，本文對不同舊料摻量下的熱拌再生瀝青混合料和溫拌再生瀝青混合料進行了變擊實試驗，具體的實驗數(shù)據(jù)可以見下表 。通過馬歇爾變擊實實驗，可以看出，摻入了舊料的再生瀝青混合料的壓實特性和未摻入舊料的壓實特性發(fā)生了明顯的變化。為了消除不同摻量下再生混合料由于理論密度帶來的壓實特性影響，選取同擊實次數(shù)下的馬歇爾試件空隙率來分析：摻入了舊料的再生瀝青混合料的空隙率較為摻入舊料的全新瀝青混合料較小，且隨著舊料摻量的不斷加大，這種現(xiàn)象更加的顯著。這說明了舊料的加入改變了混合料的壓實特性，使得瀝青混合料趨于容易壓實的狀態(tài)。同時，根據(jù)上表也可以看出，溫拌再生瀝青混合料的變擊實狀態(tài)下，空隙率的變化大于熱拌再生瀝青混合料，也說明了溫拌再生瀝青混合料是易于壓實的。

從評價數(shù)值可以看出，同比同擊實次數(shù)下，摻入了舊料的熱拌再生瀝青混合料的評價系數(shù)不斷的下降，下降的幅度大概在 5%。其中在擊實次數(shù)在 80 次之前，摻入舊料的再生瀝青混合料的評價數(shù)值較新料有較大的下降;而在擊實次數(shù)在 80 次之后，這種變化的數(shù)值差值趨于平緩，說明了 80 次擊實功之前，舊料的壓實較新料更容易壓實。因為規(guī)范里的馬歇爾試件作用功為雙面75 下?lián)魧崳砸部梢哉J為在施工不超壓實狀態(tài)下，摻入舊料的再生瀝青混合料較新料更易于壓實。而對比溫拌再生瀝青混合料和熱拌再生瀝青混合料的評價數(shù)值，

可以發(fā)現(xiàn)在 80 次壓實前后，溫拌再生瀝青混合料的數(shù)值均較低，即溫拌再生瀝青混合料在施工壓實全過程的易壓實程度均高于熱拌再生瀝青混合料。且易于壓實的程度可以達到 10%～50%這個幅值。熱拌再生瀝青混合料和溫拌再生瀝青混合料表現(xiàn)出來的壓實特性，猜想可能由于以下的原因造成。第一，由于本文采用的新瀝青為殼牌改性瀝青，它的瀝青黏度較高，而本文使用的回收舊料中的舊瀝青的 135℃運動黏度是低于改性瀝青的，所以在一定的程度可以認為是舊瀝青在一定的程度上為再生瀝青混合料的瀝青起到降黏作用。其二，本文采用分檔后刨銑舊料作為摻入原料，而刨銑料的一大特點是舊集料和舊瀝青是粘附在一起形成一個整體的。新瀝青混合料壓實過程中壓實功的耗散可以分為瀝青和集料的粘附作用的耗能和集料和集料嵌擠作用的耗能，而再生瀝青混合料的原料中由于有舊料的摻入，部分瀝青和集料的耗能被節(jié)約了，從而使得再生瀝青混合料表現(xiàn)出易于壓實的特性。而溫拌再生瀝青混合料較好的壓實特性則可以從瀝青的降黏來說明，較低的瀝青黏度使得瀝青和集料的粘附作用耗能降低，同時集料和集料由于低粘度瀝青的作用，集料間的嵌擠耗能也有極大的下降，所以表現(xiàn)出相對于熱拌再生瀝青混合料更優(yōu)越的壓實特性。

3? 水穩(wěn)定性

采用浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗驗證瀝青混合料的水穩(wěn)定性。 浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗是評價瀝青混合料水穩(wěn)定性的主要試驗方法。殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比是 2 個關鍵指標。試驗結果表明：3種不同溫拌再生瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比均隨舊料摻量的增加而降低。當舊料摻 量達到 60%時，2 個評價指標均達到瀝青路面施工技術規(guī)范的基本要求。此外，3 種溫拌再生方法的殘余穩(wěn)定性和凍融劈裂強度相近。因此，再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能受 3 種溫拌方式的影響波動不顯著。溫拌再生瀝青混合料經(jīng)水浴和凍融等水損害后，其性能呈現(xiàn)一定衰減，泡沫瀝青溫拌再生瀝青混合料中本身就存貯一定水分，在拌和成型過程中水分會遷移;在摻有機溫拌劑和活性溫拌劑的再生瀝青混合料中，溫拌劑本身具有親水成分，在一定程度上會損傷混合料的水穩(wěn)定性能。

結束語

通過對溫拌再生瀝青混合料和熱拌再生瀝青混合料的馬歇爾變擊實實驗的研究，可以發(fā)現(xiàn)溫拌再生瀝青混合料具有以下的壓實特點：⑴摻入舊料的熱拌再生瀝青混合料的壓實特性較新料的壓實特性優(yōu)越，摻入舊料的再生瀝青混合料較新料易于壓實。⑵在施工不超壓的情況下，再生瀝青混合料的壓實程度好于新料，但是在超壓之后，再生瀝青混合料的壓實特性和新瀝青混合料相差無幾。⑶采用數(shù)值對壓實特性進行分析，發(fā)現(xiàn)溫拌再生瀝青混合料的全過程壓實特性均優(yōu)于熱拌再生瀝青混合料，溫拌再生瀝青混合料可以使得全施工再生瀝青路面材料壓實情況變的優(yōu)秀，壓實提高度可以達到 10%～50%。

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