廠拌熱再生瀝青路面性能研究

狄金海

（懷來縣交通運輸局公路管理站，河北懷來 075400）

1 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，路面車輛荷載逐漸增加，在車輛荷載作用下瀝青路面通常出現(xiàn)車轍、泛油、擁包等病害，影響路面使用性能，為路面結構種下安全隱患。 為了解決路面養(yǎng)護問題，眾多學者對廢舊瀝青（RAP）進行研究，研究結果表明，采用再生瀝青混合料進行施工養(yǎng)護時， 在保證路面使用性能的同時節(jié)約資源，保護環(huán)境[1-3]。 故本文對廠拌熱再生瀝青混合料的原材料、級配、高低溫性能進行研究，為我國道路養(yǎng)護提供建議性指導。

2 工程概況

某公路工程，項目里程為K242+000～K292+000，路線總體走向自西向東，采用雙向四車道，路基寬24 m，路面寬8 m，設計車速為80 km/h，最高填挖為5.3 m，最低填挖為3.1 m。原路面在高溫及車輛荷載下出現(xiàn)車轍等病害，經(jīng)過考察后，在不影響交通的情況下，采用廠拌熱再生技術進行施工。

3 原材料性能

新瀝青：本文采用90#號基質瀝青，依據(jù)JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》 對90#基質瀝青進行技術指標檢測，試驗結果表明，所選新瀝青滿足施工技術要求。

集料：本文按照JTG E42—2005《公路工程集料試驗規(guī)程》對集料性能檢測，試驗結果表明，所選集料滿足施工技術要求。

填料： 在瀝青混合料中起填充作用的粒徑小于0.075 mm的礦物質粉末，本文所用到的填料有石灰?guī)r礦粉，礦粉性能和質量技術要求及檢測結果見表1，試驗結果滿足規(guī)范要求。

表1 礦粉質量檢測

再生劑：本文對所選用的再生劑（RA-25）進行60 ℃黏度、閃點等指標進行試驗檢測，檢測結果見表2，且各項指標滿足規(guī)范要求。

表2 再生劑技術指標

4 廠拌熱再生瀝青混合料合成級配設計

本文對不同RAP 摻量下熱再生瀝青混合料級配進行研究，研究結果見表3、圖1。

圖1 不同RAP 摻量合成級配曲線圖

表3 不同級配篩分結果表

由表3 和圖1 可知，當RAP 摻量為30%、40%、60%時，所得到的合成級配曲線差異很小， 所有級配曲線都在級配上限和級配下限之間，且均趨近與級配中值。

5 路用性能及施工工藝研究

5.1 高溫穩(wěn)定性

高溫穩(wěn)定性是瀝青混合料在高溫下及車輛荷載反復作用下抵抗永久變形的能力。 本文通過車轍試驗來研究瀝青混合料高溫性能，以動穩(wěn)定度為評價指標，計算公式如式1 所示。本文制作30%、40%、50%摻配率不同的試件，研究不同摻量下熱再生高溫穩(wěn)定性路用性能，通過車轍試驗進行研究，試驗結果見表4 及圖2[4]。

圖2 車轍試驗圖

表4 車轍試驗數(shù)據(jù)表

式中，DS 為動穩(wěn)定度， 次/mm；d1為對應時間t1的變形量，mm；d2為對應時間t2的變形量，mm；N為試件輪碾速度，取42 次/min；C1為試驗機型系數(shù)， 曲柄連桿驅動加載輪往返運動方式為1.0；C2為試件系數(shù)， 試驗室制備寬300 mm 的試件為1.0。

由上述可知，當RAP 摻量為30%時，車轍試件平均動穩(wěn)定度為1 302 次/mm；當RAP 摻量為40%時，車轍試件平均動穩(wěn)定度為1 743 次/mm；當RAP 摻量為50%時，車轍試件平均動穩(wěn)定度為2 350 次/mm。由此數(shù)據(jù)可知，隨著RAP 摻量增加瀝青混混合料高溫性能逐漸增加，RAP 摻量由30%增加至50%，試件動穩(wěn)定度增比為80.5%，說明廠拌熱再生技術可應用路面養(yǎng)護工程中。

5.2 低溫性性能

低溫性能是指瀝青路面在低溫情況下出現(xiàn)瀝青路面的溫縮變形，瀝青路面低溫性能通常以小梁彎曲試驗進行研究，以抗彎拉強度作為評價指標。 本文對不同摻量的RAP 混合料進行小梁彎曲試驗，試驗結果見表5 及圖3。

圖3 小梁彎曲試驗圖

表5 小梁彎曲試驗表

由表5 和圖3 可知，當RAP 摻量為30%時，瀝青混合料試件平均破壞應變?yōu)? 945；當RAP 摻量為40%時，瀝青混合料試件平均破壞應變?yōu)?305；當RAP 摻量為50%時，瀝青混合料試件平均破壞應變?yōu)? 140；隨著RAP 摻量增加，破壞應變先增加后降低，在40%摻量時最高，說明瀝青混合料低溫抗裂性能在RAP 摻量40%時低溫性能最佳。

5.3 施工工藝

1）施工前準備。 清理道路上所有影響施工的不利因素，對施工路段進行交通管制， 禁止所有非施工車輛在工作面上作業(yè)。 確定材料運輸車的行駛路線，選擇距離相對較短、路況較好的安全暢通道路。

2）拌和。 攪拌設備必須準確控制各種材料的數(shù)量，以確保配料準確，攪拌設備具有完整有效的配料和計量功能。 筒倉頂部安裝有相應的篩子，以清除超大石塊和雜物，并在輸送帶上增加蓋子，以控制水分損失[5]。

3）攤鋪。 攤鋪時，確保攤鋪車輛臨時工連續(xù)、均勻，攤鋪速度控制在1～3 m/min。未完成攤鋪時，路面封閉，行人和車輛不得通行。

4）混合料壓實。 應控制熱循環(huán)混合物的壓實溫度。 通常，初始壓實溫度應控制在125 ℃以上，且不應發(fā)生移位或開裂。再壓制次數(shù)優(yōu)選為4～6 次， 當混合物的壓實度達到96%以上時為合格。 在壓制階段，應設置專人測試表面層的平整度并測量混合物的溫度。

6 結語

廠拌熱再生瀝青混合料最近幾年常用在公路養(yǎng)護施工中，與基質瀝青混合料相比較，在摻加適量RAP 時可以擁有更好高溫性能、低溫性能，且可保護環(huán)境，這是道路養(yǎng)護及施工的發(fā)展趨勢。 本文結合實際工程對熱再生瀝青混合料配合比及路用性能研究，所得結論如下：

1）通過對廠拌熱再生瀝青混合料原材料進行物理試驗，得出本文所選的瀝青、水泥、粗、細集料及改性劑均滿足施工規(guī)范，可用于道路建設中；

2）通過高溫車轍試驗得出，隨著RAP 摻量增加，再生瀝青混合料高溫性能逐漸增大；

3）通過小梁彎曲試驗得出，隨著RAP 摻量增加，再生瀝青混合料低溫性能，先增大后減小，在RAP 摻量為40%時，低溫性能最佳。