廢瀝青冷再生技術(shù)研究

田鵬偉，羅維昆

（1.蘭州六五環(huán)保科技有限公司，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省白銀公路管理局，甘肅 白銀 730900）

引言

目前，公路大修中產(chǎn)生的大量廢舊瀝青具有不可降解性，對其采用堆積、填埋和焚燒的處置方式，不僅造成資源的浪費，而且還會對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的污染和破壞[1]。因此，尋求一種解決此問題的新技術(shù)手段日益受到養(yǎng)護部門和工程技術(shù)人員的重視。

廢瀝青再生可分為現(xiàn)場熱再生、工廠熱再生、現(xiàn)場冷再生和工廠冷再生四種方法[2]。近年來，國內(nèi)外研究人員對廢瀝青冷再生技術(shù)進行了較多的研究。國外以普通乳化瀝青為再生劑，對工廠冷再生瀝青混合料的低溫抗裂性能、水穩(wěn)定性能和耐老化性能等進行了研究，得出其性能不夠理想。馬松林[3]等在添加一定劑量新集料的情況下對水泥穩(wěn)定廢舊瀝青混合料的性能進行了試驗研究。以上試驗結(jié)果表明，在再生劑達到一定劑量后，所得再生混合料的強度能夠滿足不同路基材料的用料要求。不同的銑刨廢料組成所形成的冷再生混合料的力學(xué)性能也不同。本試驗主要針對西北地區(qū)銑刨廢料，在不添加新集料的情況下，以石灰、水泥為再生劑制備試件，并測定冷再生瀝青混合料的路用性能，分析確定出再生劑與銑刨廢料的最佳配合比。并通過試驗路段的施工，探究瀝青現(xiàn)場冷再生技術(shù)在西北地區(qū)施工中應(yīng)用的可行性。

1 試驗材料

1.1 再生穩(wěn)定劑

再生穩(wěn)定劑采用P.C32.5普通硅酸鹽水泥。

1.2 廢舊材料

銑刨廢料性質(zhì)將對再生材料的路用性能產(chǎn)生影響。本實驗所選舊瀝青混合料來自G211線的銑刨廢料。經(jīng)過試驗測定銑刨廢料天然含水率為4.1%，塑性指數(shù)為7.8。對該路面銑刨廢料進行篩分分析，試驗結(jié)果，見圖1。

圖1 路面銑刨廢料級配

根據(jù)篩分結(jié)果以及《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41-2008）中無機結(jié)合料穩(wěn)定冷再生混合料3號級配要求得出，本試驗所選用銑刨廢料級配偏粗，細(xì)料較少。本試驗是在現(xiàn)有銑刨廢料級配條件下進行冷再生瀝青混合料性能的研究，不再添加新集料。

2 冷再生混合料性能評價

本實驗主要是在含3%石灰，不同水泥比的情況下進行。

2.1 最佳含水量和最大干密度的測定

本次試驗參考公路土工試驗規(guī)程（JTG E40-2007）中T0131-2007的要求，進行擊實實驗。結(jié)果見表1。

表1 擊實試驗結(jié)果

結(jié)果顯示：影響最大干密度的最大因素為含水量。

2.2 無側(cè)限抗壓強度的測定

根據(jù)試驗得到的最大干密度和最佳含水量，依據(jù)JTG E51-2009，測定無側(cè)限抗壓強度。在基礎(chǔ)上計算其干密度、壓實度和吸水量，見表2。

表2 無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果

混合料無側(cè)限抗壓強度代表值，見圖2。

圖2 混合料的無側(cè)限抗壓強度

根據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41-2008）中無機結(jié)合料穩(wěn)定冷再生混合料技術(shù)要求的相關(guān)規(guī)定，水泥混合料的無側(cè)限抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)詳，見表3。

表3 水泥混合料的無側(cè)限抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)[4]

2.3 試驗結(jié)果分析

采用線性回歸的方式對試驗結(jié)果進行分析，回歸曲線見圖3，得到如下關(guān)系式：

圖3 回歸曲線圖

式中：x—水泥劑量；

y—一組內(nèi)無側(cè)限抗壓強度代表值。

取7 d無側(cè)限抗壓強度設(shè)計強度值1.5 Mpa和2.5 Mpa，計算得出相應(yīng)的水泥劑量分別為2.4%和5.5%。

通過以上試驗結(jié)果以及水泥混合料的無側(cè)限抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)可知：

（1）隨著水泥劑量的增加，冷再生混合料的無側(cè)限抗壓強度逐漸增大，但當(dāng)水泥達到一定劑量后，增加水泥量并不能顯著提高混合料的的強度。

（2）當(dāng)水泥劑量達到2.4%時，冷再生混合料的強度能夠滿足底基層鋪設(shè)的用料要求；當(dāng)水泥劑量達到5.5%時，冷再生混合料的強度能夠滿足二級及二級以下公路基層鋪設(shè)的用料要求。

3 現(xiàn)場試驗

室內(nèi)試驗結(jié)果已經(jīng)表明，以水泥為再生劑的冷再生混合料的強度，能夠滿足不同基層和底基層用料的強度要求。為了更好地驗證該技術(shù)的可行性，本次試驗對G211線兩條上行線長150 m，寬4 m的半幅進行現(xiàn)場冷再生試驗。水泥劑量分別采用

4.5 %和5.0%，然后測得現(xiàn)場試驗的兩條半幅道路的無側(cè)限抗壓強度分別為2.0 Mpa和2.11 Mpa，均符合技術(shù)規(guī)范中底基層的用料要求，說明以水泥為再生劑的冷再生瀝青混合料符合對底基層材料的力學(xué)性能要求，可以完全滿足實際工程的需要。

4 結(jié)論

通過以上室內(nèi)試驗得出，通過添加水泥再生劑對銑刨廢料進行冷再生，獲得的冷再生瀝青混合料能夠滿足一般基層和底基層的用料要求。并通過現(xiàn)場試驗驗證其能夠滿足西北地區(qū)實際工程的需要。同時，由于本試驗不再添加新集料，減少了資源浪費，同時又降低了工程投資，這對于西北地區(qū)尤其有明顯的現(xiàn)實意義。此外，由于在道路改擴建過程中產(chǎn)生的大量廢舊瀝青對環(huán)境危害較大，不能隨意棄置，現(xiàn)場冷再生技術(shù)能夠?qū)⑵渫耆赜米髀坊牧?，這大大減輕了環(huán)境負(fù)擔(dān)，符合綠色環(huán)保的需要。

然而，由于時間等條件的限制，本試驗僅測定了養(yǎng)生7 d的冷再生混合料的強度，希望在后續(xù)試驗中能夠?qū)︷B(yǎng)生28 d、90 d的強度進行試驗測定。同時，本次現(xiàn)場試驗僅是在西北某地區(qū)進行的，為了更好地說明環(huán)境條件對現(xiàn)場冷再生瀝青混合料強度的影響，希望后續(xù)研究者能夠選擇環(huán)境件差別較大的不同地區(qū)進行研究。