馬 迪

(河北省邯鄲市交通運(yùn)輸局公路工程一處)

1 緒 論

瀝青混合料的再生利用,能夠節(jié)約大量的瀝青和砂石材料,節(jié)省工程投資在缺乏砂石材料的地區(qū),由于砂石材料都是從外地遠(yuǎn)運(yùn)而來(lái),成本較高,采用瀝青路面再生技術(shù),所節(jié)約的工程投資是十分可觀的。即使在盛產(chǎn)砂石材料的地區(qū),也能夠節(jié)約大量材料費(fèi)用。瀝青混合料的再生利用,有利于處治廢料,節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境。由于舊瀝青混合料得以全部就地利用,減少了新材料的開采,也不存在舊瀝青混合料的運(yùn)輸和廢料隨意棄放的問(wèn)題,施工過(guò)程沒(méi)有粉塵和廢氣的污染。因而瀝青混合料的再生利用,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)、環(huán)境效益。

本文就添加各種再生劑的再生混合料的幾種性能進(jìn)行對(duì)比研究,分析不同RAP混合料添加比例,不同添加劑的再生混合料的性能。

2 體積性能對(duì)比分析

在此次的研究中,分別摻加 RAP比例為 0%,20%, 30%,50%四種比例,進(jìn)行了各種再生料不同的摻配比例下空隙率的變化。

從研究可以看出,在相同的條件下,隨著舊瀝青混合料比例的提高,孔隙率均呈上升趨勢(shì),而瀝青飽和度下降。盡管各組混合料數(shù)值上有差異,但基本的趨勢(shì)是一致的。

相對(duì)同摻量的再生瀝青混合料,再生劑的摻入使瀝青混合料的孔隙率得到明顯得降低。這一趨勢(shì)在高RAP摻量的時(shí)候顯得更加明顯?？梢缘贸鲆韵陆Y(jié)論,添加再生劑改性的再生瀝青混合料孔隙率變化趨勢(shì)要比其他形式的再生瀝青混合料小的多,同時(shí)也比直接再生的小。礦料間隙率的變化也驗(yàn)證了這一規(guī)律。瀝青飽和度的曲線中,同樣的在再生劑改性之后,其瀝青飽和度的下降趨勢(shì)也變得平緩。本研究中,各組混合料的成型溫度都是一致的。由于瀝青是一種溫度敏感性材料,則成型瀝青混合料的體積性能就與成型時(shí)瀝青的粘度有很大的關(guān)系。高粘度的膠結(jié)料往往導(dǎo)致高的孔隙率,而低粘度的膠結(jié)料往往孔隙率較小。RAP中的瀝青膠結(jié)料是老化瀝青,其具有較高的粘度,這同時(shí)影響了再生瀝青混合料中瀝青的總體粘度。

對(duì)比分析四組改性類型的再生瀝青混合料,添加再生劑的再生瀝青混合料具有良好的調(diào)節(jié)再生瀝青混合料內(nèi)部粘度的作用,進(jìn)而減緩了孔隙率的變化趨勢(shì)。

3 水穩(wěn)定性能對(duì)比分析

圖1、圖 2分別給出了不同改性類型再生瀝青混合料水穩(wěn)定性能對(duì)比結(jié)果,其中包括浸水殘留穩(wěn)定度,凍融劈裂強(qiáng)度比等。

從圖1中可以看出,材料的殘留穩(wěn)定度隨著RAP摻量的增加而降低。其中,改性瀝青和抗剝落劑改性系列的再生瀝青混合料在相同的RAP摻量下體現(xiàn)了更高的殘留穩(wěn)定度水平。再生劑再生瀝青混合料在低 RAP摻量時(shí)表現(xiàn)出較高的殘留穩(wěn)定度,但在高摻量下的殘留穩(wěn)定度卻明顯降低。

圖1 不同摻配比例不同再生劑的礦料浸水殘留穩(wěn)定度

圖2 不同摻配比例不同再生劑的礦料浸水殘留穩(wěn)定度

圖2是四組再生瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度比隨RAP摻量的變化圖。同殘留穩(wěn)定度相似的,凍融劈裂強(qiáng)度比隨著RAP的摻量提高而降低,但其降低的幅度更大。同樣,改性瀝青和抗剝落劑很好的體現(xiàn)了其對(duì)抵抗水損害的作用,摻加了二者的再生瀝青混合料具有相對(duì)較高的凍融劈裂強(qiáng)度比。另外,再生劑的添加也起到了一定的作用,添加了再生劑的再生瀝青混合料比未添加的凍融劈裂強(qiáng)度比稍高。綜上,摻加改性瀝青和抗剝落劑改性對(duì)于再生瀝青混合料水穩(wěn)定性提高有明顯效果。

4 高溫穩(wěn)定性能對(duì)比分析

圖3、圖 4分別給出了不同級(jí)配類型再生瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能對(duì)比結(jié)果,其中包括車轍動(dòng)穩(wěn)定度、車轍深度等。

圖3是各改性類型再生瀝青混合料車轍動(dòng)穩(wěn)定度隨RAP摻量變化的情況。改性瀝青改性、抗剝落劑改性及未改性的再生瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度均隨著RAP摻量的提高而增加。這可以通過(guò)RAP中的老化瀝青膠結(jié)料解釋,其為混合料提供了高的勁度和車轍抵抗力。同時(shí),改性瀝青改性的再生瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度得到很大程度的提高。SBS改性瀝青在高溫下體現(xiàn)更大的彈性特征。

圖3 不同摻配比例不同再生劑的礦料動(dòng)穩(wěn)定度

圖4 不同摻配比例不同再生劑的礦料車轍深度

液體抗剝落劑可以提高瀝青混合料的高溫粘附性,使瀝青和石料之間的粘結(jié)力提高,阻礙高溫塑性變形。隨著再生劑添加入再生瀝青混合料中,而RAP摻量小于30%的時(shí)候,再生瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度隨RAP摻量的提高而降低。而當(dāng)RAP摻量大于30%時(shí),再生瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度又有了提高的趨勢(shì)。一般的說(shuō),再生劑起到的是降低再生瀝青混合料中瀝青膠漿粘度的作用,因此它比一般的瀝青要軟,在高溫下比較容易變形,因此會(huì)產(chǎn)生動(dòng)穩(wěn)定度低的現(xiàn)象。

圖4是再生瀝青混合料車轍深度隨著RAP摻量的變化圖。如圖所示,車轍深度隨著 RAP摻量的提高而明顯降低。再生瀝青混合料中的老化瀝青溫度敏感性差,在高溫的時(shí)候體現(xiàn)出相對(duì)較高的粘度,這使其成為降低車轍深度的主要因素。同時(shí),改性瀝青改性的再生瀝青混合料表現(xiàn)為最高的車轍抵抗能力。因此可以得出以下結(jié)論,高粘度的瀝青對(duì)車轍有更佳的抵抗力。在抵抗高溫永久變形的能力上,摻加改性瀝青的再生瀝青混合料表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),而添加抗剝落劑的再生瀝青混合料也起到一些效果,但不明顯,摻加再生劑的再生瀝青混合料高溫穩(wěn)定性發(fā)生了降低。

5 小 結(jié)

從以上對(duì)混合料的研究中,可以得出以下的結(jié)論。

(1)進(jìn)行三種類型的改性后的再生瀝青混合料在其性能方面都有了很大的改善,其中體積性能方面,摻加再生劑的改善效果最好;三種改性類型對(duì)常規(guī)體積性能的改善不明顯;在水穩(wěn)定性能方面,摻加抗剝落劑的改善效果最好,摻加改性瀝青的改善效果也可以;在高溫抗車轍性能方面,摻加改性瀝青的改善效果最佳。

(2)三種改性類型均對(duì)再生瀝青混合料的各方面性能進(jìn)行了改善,但沒(méi)有一種改性方式解決了所有的問(wèn)題。要獲得性能優(yōu)良的再生瀝青混合料應(yīng)采用混合料改性的方式,在輕型交通中采用再生劑和抗剝落劑混合改性,在重型交通和渠化交通中采用再生劑和改性瀝青混合改性。

[1] 張登良.瀝青路面[M].北京:人民交通出版社,1998.

[2] 呂偉民,嚴(yán)家極.瀝青路面再生技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,1989.

[3] 拾方治,馬衛(wèi)民.瀝青路面再生技術(shù)手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2006.

[4] 美國(guó)瀝青再生協(xié)會(huì).美國(guó)瀝青再生指南[M].北京:人民交通出版社,2006.

[5] 王永剛,廖克檢,閆鋒,等.廢舊瀝青混合料再生技術(shù)的研究[J].石油煉制與化工,2003,34(9):25-28.

[6] 倪小軍,陳仕周,凌大清.瀝青路面再生利用技術(shù)綜述[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2004,23(5):39-44.