瀝青路面再生技術在公路養(yǎng)護中的應用

謝啟星

摘 要：瀝青熱再生技術是指對舊路面進行翻修、利用的一項技術，對舊路面進行翻挖、回收、加熱、破碎、篩分后，與再生劑、新瀝青、新集料等重新拌合成瀝青混合料后重新鋪筑的一整套工藝。對于舊路面返修加固可以節(jié)約大量的資金成本，也能夠?qū)崿F(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展要求。瀝青路面的老化主要是瀝青混合料在紫外線、熱能、氧化作用下，路面結(jié)構軟化、荷載降低等產(chǎn)生破壞所致。目前，對于瀝青混合料的老化作用機理研究開始從宏觀轉(zhuǎn)向分子結(jié)構的微觀結(jié)構認識，根據(jù)瀝青老化分析中分子的運動規(guī)律，更好的分析熱拌瀝青混合料受剪切破壞的規(guī)律。本文通過熱拌瀝青混合料的技術、熱再生瀝青混合料配比、熱再生瀝青混合料性能分析，得到RAP的最佳摻量應為40%。

關鍵詞：瀝青路面;熱拌再生;瀝青老化;公路養(yǎng)護

中圖分類號：U416.217;U418.6 文獻標識碼：A

0 引言

瀝青路面的老化，主要是瀝青混合料在高溫環(huán)境和交通荷載雙重作用下產(chǎn)生的一種疲勞破壞，瀝青老化這一不可逆作用同時也使得路面荷載進一步降低。隨著瀝青路面老化，瀝青混合料的性能也逐漸降低，這種老化呈現(xiàn)規(guī)律性變化。瀝青混合料的老化作用主要受存儲、運輸、攤鋪作用的影響，在瀝青攤鋪過程中瀝青溫度較高老化作用較為明顯，在高溫狀態(tài)下瀝青老化一直在發(fā)生和發(fā)展[1]。

1 瀝青熱再生法施工注意事項

（1）經(jīng)過試驗確定再生瀝青混合料的有效加熱拌和溫度，避免溫度過高或過低，盡可能避免由于高溫加大瀝青的老化。目前最常用的加熱爐采用耐火材料的熱風加熱爐，其作用原理是采用高溫煙氣加熱瀝青混合料，避免混合料直接與火焰接觸，降低瀝青混合料再次老化問題。這種設備的主要缺點是加熱時間較長，造成能源浪費，同時也導致施工時間延長。（2）和新鋪瀝青一樣，熱再生瀝青需要在運輸過程中采取保溫防粘結(jié)設備措施，盡可能減少加熱后再生瀝青料的長距離運輸[2]。（3）舊瀝青混合料一般加熱至130℃以上會有大量的煙氣產(chǎn)生，帶走瀝青中的部分輕油分，直接排放會對大氣造成污染，直接采用布袋進行除塵，久而久之再生瀝青設備的除塵效果就會受到影響。

2 熱再生瀝青的配比設計

2.1 原材料試驗

本文采用的RAP料為某省道路面回收料。經(jīng)過分析研究表明：進行目標配合比設計時，主要是RAP料中的舊瀝青以及舊集料。對二者進行相關試驗，結(jié)果表明原料符合相關技術指標。

再生瀝青混合料中所采用的新瀝青為SK70號基質(zhì)瀝青，通過對相關指標進行檢測，結(jié)果表明試樣符合相關技術標準。

再生劑采用RA-25型再生劑，通過對再生劑60℃粘度等指標進行測定，結(jié)果均滿足規(guī)定要求。

通過篩分試驗對不同RAP摻配率下的礦料級配進行確定，通過對級配曲線的繪制說明：不同RAP摻配率下的礦料級配無明顯差異。

2.2 最佳瀝青用量確定

對瀝青的最佳用量確定過程，主要是利用馬歇爾試驗進行，結(jié)果如下所示：

3 熱再生瀝青性能分析

3.1 高溫穩(wěn)定性分析

高溫影響下，瀝青混合料會發(fā)生不同程度的永久變形，主要病害類型為：車轍、推移、泛油等。受以上病害影響，瀝青路面的使用壽命大大降低。針對這種現(xiàn)象，瀝青的熱再生應對混合料的高溫穩(wěn)定性進行相應試驗分析。由于舊瀝青使用年限較長，老化程度較高，軟化點比新瀝青較高，高溫性能表現(xiàn)較好。經(jīng)過試驗表明：熱再生瀝青混合料中，高溫性能主要受到舊瀝青摻量的影響。因此本次試驗通過設定不同的RAP摻配比進行分析研究，RAP摻配比分別取30%、40%、50%。通過設定不同摻量的RAP，來分析材料的高溫性能分析，最終得到最佳RAP摻配比。

進行試驗時，在混合料中摻入了一定比例的再生劑，再生劑能夠降低舊瀝青的粘性，從而影響混合料的高溫穩(wěn)定性。通過試驗來表明RAP與再生劑對混合料各項指標的影響程度，以及實際工程中是否可以忽略再生劑對混合料的影響。

3.1.1 高溫評價指標

采用的主要試驗為車轍試驗，高溫性能的評價指標為DS（動穩(wěn)定度）。材料的高溫性能與動穩(wěn)定度的數(shù)值呈現(xiàn)正相關的變化規(guī)律。即DS值越大，高溫性能越好。動穩(wěn)定度的公式如下所示[3]：

DS=（t2-t1）×N×C1×C2/（d2-d1）

上式中DS指評價指標動穩(wěn)定度;t1和t2表示獲取車轍數(shù)據(jù)的時刻;d1和d2表示該時刻的車轍深度。C1和C2表示試驗常數(shù);N=42次/min。

3.1.2 試驗結(jié)果分析

本文依據(jù)相關試驗規(guī)程進行車轍試驗，結(jié)果如表2所示。

根據(jù)規(guī)范要求，瀝青混合料的DS值應>

1 000次/mm。以上DS的數(shù)值變化規(guī)律表明：摻入RAP料后，混合料的高溫穩(wěn)定性能夠符合規(guī)范要求。當RAP摻量增加時，DS數(shù)值也在增大，通過不斷的實驗對比得出：一定范圍內(nèi)，RAP摻配量越大，材料抵抗車轍的能力越強。本文通過對以上數(shù)據(jù)進行擬合，得到變化曲線的相關系數(shù)為0.994 2。如圖1所示。證明上述結(jié)論的正確性，同時也表明再生劑對混合料高溫性能的影響可以忽略不計。

3.2 水穩(wěn)定性分析

RAP料的舊瀝青在使用過程中會發(fā)生老化現(xiàn)象，因此材料的粘結(jié)性較低，當在RAP中加入新瀝青后，會在新舊瀝青的接觸面形成較弱的接合面。在水的作用下，會滲入到混合料的內(nèi)部，最終出現(xiàn)水毀病害。通過結(jié)構的微觀分析得出結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，RAP摻量越大，再生料的水穩(wěn)定性越低。

對水穩(wěn)定性進行分析研究，采用的試驗方法為浸水馬歇爾試驗。該試驗的方法簡便，制件簡單，試驗結(jié)果能較好的反應材料的水毀能力。

試驗數(shù)據(jù)如表3所示。

通過以上實驗分析可知：RAP摻配率為30%時，殘留穩(wěn)定度指標為91.7%;RAP摻配率為40%時，殘

留穩(wěn)定度指標為89.9%;RAP摻配率為50%時，殘留穩(wěn)定度指標為84.9%。規(guī)范規(guī)定該指標應大于80%。通過以上數(shù)值變化分析：當RAP料摻配率增加時，殘留穩(wěn)定度開始下降，RAP摻配率為50%時，殘留穩(wěn)定度數(shù)值下降較多。

3.3 RAP料摻配率確定

通過對以上性能分析，得到了相應的指標數(shù)值。通過不同摻配率下混合料水穩(wěn)定性分析可知：RAP摻配率為40%～50%范圍內(nèi)殘留穩(wěn)定度的降低率比摻配率為30%～40%范圍內(nèi)降低程度大。通過對高溫穩(wěn)定性分析可知，隨著RAP摻配率的增大，高溫穩(wěn)定性呈線形增長，RAP摻配比為30%時，指標值提高最小，RAP摻配比為50%時，指標值提高最大。綜合以上分析選取RAP的摻配率為40%。

4 熱再生瀝青路面處理

4.1 局部挖補

技術人員應對病害情況進行調(diào)查，來確定開挖的邊界線。用風鎬挖病害部位中心位置，然后向周邊開挖。當開挖深度較大時，應進行挖臺階處理，并保證坑壁垂直成一條線。對坑槽進行清理，同時保證坑底和周圍的濕潤性。在坑底、臺階處噴灑乳化瀝青，保證無露白現(xiàn)象。瀝青混合料上層攤鋪完成后，先對周邊進行碾壓，然后中間進行碾壓，直到碾壓密實。

4.2 路面銑刨

技術人員將每層的位置進行標記，如上層銑刨后發(fā)現(xiàn)下層仍有病害，需要對損害層的面積和深度進行計算。在進行銑刨施工時，應對廢料進行清理，最終使銑刨后的路面底部平整、無松動。銑刨完成后，應對面層進行拉毛處理，使新舊結(jié)構層之間能夠較好的結(jié)合起來。

4.3 路面鋪筑

（1）攤鋪。對于病害程度較小、面積較小的位置，應進行人工攤鋪;面積較大的位置應使用機械進行攤鋪。同時對攤鋪的平整度和平縱坡進行有效控制。機械攤鋪時，攤鋪速度應控制在2 m/min～6 m/min，當發(fā)生離析時，應及時進行人工處理。（2）壓實。新舊路面結(jié)合部位應進行壓實度控制，保證壓實度大于97%。壓實工作應分三個階段，初壓、復壓、終壓。同時應對碾壓速度和碾壓溫度進行有效控制，壓路機不得進行轉(zhuǎn)彎和滯留。

5 結(jié)語

本文通過對熱再生瀝青混合料進行分析，得出以下結(jié)論：

（1）對熱再生瀝青混合料的性能和老化進行了相應分析，表明了瀝青發(fā)生老化現(xiàn)象的原因和機理，為實際工程中方法的選用提供了理論參考。（2）通過對原材料進行試驗，分別得到了RAP不同摻配率下的新瀝青最佳摻量和再生劑最佳用量。（3）RAP的摻量在一定范圍內(nèi)，能夠?qū)旌狭系母邷胤€(wěn)定性起到正向促進作用，但會導致材料的水穩(wěn)定性降低。

參考文獻

[1]喬向軍.瀝青路面熱再生技術在公路工程中的應用[J].交通世界，2020（25）：50+103.

[2]劉策.瀝青路面廠拌熱再生技術[J].建材與裝飾，2019

（14）：200+270.

[3]王小兵.高摻量RAP在瀝青路面熱再生技術中的應用[D].鄭州大學，2019.