瀝青混合料熱再生配合比設計分析

張 煒

(貴州省銅仁桃源公路檢測有限責任公司，貴州 銅仁 554300)

1 舊瀝青性能

瀝青使用時產生老化指的是瀝青中不同組分的比例出現(xiàn)明顯變化。在瀝青當中主要包含四個組分，其中，芳香分會轉變?yōu)槟z質，而膠質將進一步轉變?yōu)闉r青質；老化時，飽和分實際含量不會產生太大的變化，所以在四個組分當中，膠質與瀝青質實際含量都顯著增加，導致瀝青老化以后明顯變硬和變脆，減小瀝青的黏性?；诖耍瑢υ偕旌狭线M行設計時，應對原瀝青實際老化程度進行分析。先對舊混合料實施抽提試驗，使瀝青與礦料相分離；使用高速離心機對抽提液當中的礦粉進行分離，再對沒有礦粉的抽提液實施旋轉蒸發(fā)，以此分離出瀝青和三氯乙烯，實現(xiàn)對舊料中瀝青的有效提取。完成舊瀝青提取后，對其軟化點、針入度與延度進行試驗，具體的試驗結果為：(1)針入度(25 ℃)/(0.1 mm)：回收瀝青實測結果為41，初始瀝青指標為68；(2)延度(15 ℃)/cm：回收瀝青實測結果為10，初始瀝青指標為65；(3)軟化點/℃：回收瀝青實測結果為55.0，初始瀝青指標為45.0。在確定配合比前，必須對舊瀝青材料的技術性能進行分析，為之后的配合比設計工作奠定良好基礎。

2 原混合料級配

對完成抽提試驗后得到的礦粉實施篩析試驗，相應的試驗結果如表1所示。

表1 原礦料級配試驗結果

從表1結果可以看出，舊料級配依然處在級配范圍之內，這說明路面不斷使用時，礦料并沒有產生移位與破碎。

3 再生劑與摻配比例

瀝青再生實際上就是其老化逆過程。在舊瀝青當中添加適量再生劑，減少瀝青質實際含量，增強軟瀝青質具有的溶解能力，實現(xiàn)對瀝青相溶性有效改善，保證瀝青延度與針入度，恢復到原有性能狀態(tài)。對再生劑而言，要有一定流變性與滲透親和力。

再生劑的摻加量也會對再生效果造成影響。結合以往施工資料，確定初始瀝青標號。以70#瀝青為例，在確定具體的再生劑摻加量過程中，需將使瀝青恢復至最初狀態(tài)為基準進行。在實際的分析過程中，可將推薦摻加量作為依據(jù)，從3%的摻加量開始，以2%為間隔確定三個摻加量：當再生劑的實際摻加量為3%時，針入度/(0.1 mm)為64，軟化點為49.0 ℃，15 ℃溫度條件下的延度為34 cm；當再生劑的實際摻加量為5%時，針入度/(0.1 mm)為72，軟化點為47.0 ℃，15 ℃溫度條件下的延度為66 cm；當再生劑的實際摻加量為7%時，針入度/(0.1 mm)為89，軟化點為45.5 ℃，15 ℃溫度條件下的延度為83 cm。從以上結果可以看出，當再生劑的摻加量為5%時，瀝青性能可以恢復至原標號；而當再生劑的實際摻加量為7%時，瀝青性能可以恢復至更高的標號。另外，通過對再生劑的添加，還能改善瀝青黏度。以延度發(fā)生的變化為依據(jù)，當再生劑的摻加量為5%時，瀝青延度可以恢復至66 cm，和最初水平已經十分接近；而當再生劑的摻加量為7%時，瀝青延度可以恢復至83 mm?？紤]到原始瀝青標號為70#，所以可將再生劑的實際摻加量確定為4%。

4 配合比設計與性能分析

結合以往工程經驗，混合料瀝青實際用量需要比新拌和料略高。在本次研究過程中，不僅使用再生劑對舊瀝青性能進行改善提高，還摻加了一定量的新瀝青，其標號為90#。添加新瀝青的主要目的在于對舊瀝青黏度進行調節(jié)，確保舊瀝青保持穩(wěn)定。采用燃燒法實測舊混合料當中瀝青實際含量，實測結果為4.8%，綜合考慮新瀝青實際摻加率，確定再生混合料當中初始瀝青使用量等于5%。

在大多數(shù)改建工程當中，都將熱再生混合料進行全部再利用。由于在銑刨時舊料會產生損失，所以對于再生混合料，其配合比設計過程中需按照比例添加新拌和的混合料。當初始瀝青使用量等于5%時，根據(jù)0.3%的間隔對再生混合料實時配制，然后采用馬歇爾試驗的方法確定再生后混合料對應的最佳瀝青實際使用量。試驗結果如表2所示。

表2 馬歇爾試驗結果

以馬歇爾試件對應的各項結果之間的關系，對瀝青用量的平均值進行計算，將計算結果作為新混合料最佳瀝青用量對應的初始值，然后結合當?shù)靥岢龅南嚓P技術標準，確定瀝青用量的最大值和最小值，最后將最佳瀝青用量確定為5.4%。

在確定了最佳瀝青用量以后，需對再生后的混合料各項性能指標予以驗證。比如，采用車轍試驗檢測的方法確定動穩(wěn)定度，試驗檢測結果為1 089次/mm，同理可確定殘留穩(wěn)定度，其試驗檢測結果為90%。由以上結果可以看出，再生后混合料各項技術指標都能達到要求。

5 結 論

通過以上分析，可得出下列各項結論：

(1)對于瀝青路面，其使用性能下降主要和混合料產生老化有關，而瀝青發(fā)生老化的主要原因為瀝青當中不同組分比例產生變化。在再生施工中，可通過對再生劑的適量添加來增強軟瀝青質具有的溶解能力，促使瀝青自身相容性產生變化，起到對瀝青組分進行改善的重要作用，使瀝青自身利用性能得以恢復。

(2)對再生混合料進行配合比設計的過程中，應先確定適宜的再生劑摻加量。具體的摻加量數(shù)值主要取決于舊料中瀝青初始具有的性能。采用標準的馬歇爾試驗能為配合比設計提供可靠的參考依據(jù)，保證再生后的混合料各項技術性能都能達到設計和規(guī)范的要求。