葉 興 龍

(四川省林業(yè)勘察設(shè)計研究院，四川 成都 610081)

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·建筑材料及應(yīng)用·

瀝青再生料在微表處技術(shù)中的應(yīng)用

葉 興 龍

(四川省林業(yè)勘察設(shè)計研究院，四川 成都 610081)

結(jié)合舊瀝青混合料的性能，對舊料摻配比例的確定以及合成級配進(jìn)行了分析，從施工性能試驗、路用性能試驗兩方面，介紹了摻加再生料微表處混合料的最佳瀝青用量確定方法，并對其長期路用性能進(jìn)行了研究。

瀝青再生料，高速公路，配合比，路用性能

0 引言

隨著高速公路大規(guī)模建設(shè)時代的過去，我國高速公路發(fā)展逐漸進(jìn)入修建和養(yǎng)護(hù)并重的階段。每年有大量公路需要維修改建，處理好每年大量的瀝青路面廢料，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，是我們要面對和解決的問題，也是當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的一項重要要求和課題[1]。另外，運用瀝青再生可以將瀝青路面的材料進(jìn)行二次利用，也在很大程度上解決了缺少瀝青和石料的問題。我們知道，微表處技術(shù)作為一種路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，因為它可以對路表的裂縫、車轍等非結(jié)構(gòu)性破損進(jìn)行處理，預(yù)防了進(jìn)一步的破壞，而被逐步廣泛應(yīng)用。針對目前再生料在普通瀝青路面的修筑中使用較多，但在微表處的應(yīng)用中相對較少，甚至處于空白階段，所以這篇文章將介紹再生料在微表處技術(shù)中的應(yīng)用。

1 舊瀝青混合料的性能分析

瀝青是影響舊瀝青混合料性能的關(guān)鍵材料，所以我們要先對舊瀝青混合料中的瀝青進(jìn)行性能分析。為了更好的研究瀝青老化的性能特點，我們特地選取投入運營5年的不同地方的高速公路和同一高速公路的不同年份，進(jìn)行瀝青技術(shù)指標(biāo)分析。結(jié)果如表1，表2所示。

表1 舊瀝青技術(shù)指標(biāo)

表2 原始瀝青及再生瀝青性質(zhì)

經(jīng)過對表1，表2長期觀測資料的分析，我們可以看出，老化后的瀝青組分與新瀝青的比例明顯變化，隨著這種變化，瀝青內(nèi)部穩(wěn)定性的原始形態(tài)已經(jīng)被破壞，原來的良好性能已經(jīng)不見，芳香分和膠質(zhì)在減少，內(nèi)部油在減少，大分子量瀝青變多，瀝青質(zhì)含量逐漸增加。表現(xiàn)為軟化點增大，針入度降低，延度降低，瀝青變硬。

2 舊料摻配比例確定以及合成級配

2.1 確定舊料摻配比例

將原舊瀝青路面混合料充分燃燒，之后用分級篩余測試各組分含量。本研究中以調(diào)配微表處MS-Ⅲ檔混合料為例，通過添加新料來實現(xiàn)目標(biāo)級配。目標(biāo)篩余、RAP燃燒后篩余以及二者比值的關(guān)系如表3所示。

表3 MS-Ⅲ篩分匯總結(jié)果表

由表3可以看出，對MS-Ⅲ，2.36 mm檔粒徑對應(yīng)的目標(biāo)篩余為RAP篩余的56%，此時的比值最小，以最小比值確定添加料控制量的最大范圍。也就是說用RAP來合成MS-Ⅲ目標(biāo)級配時，RAP最多摻加量是56%。

2.2 確定合成級配

根據(jù)《稀漿混合料和微表處技術(shù)指南》中設(shè)定的MS-Ⅲ關(guān)于微表處混合料級配要求[2]，并分別采用不摻舊料和3檔摻加比例作為對照，結(jié)合表3RAP的篩余規(guī)律給出各檔的合成級配并作比較，見表4。

表4 MS-Ⅲ型微表處混合料的合成級配

通過合成級配對比發(fā)現(xiàn)，RAP摻量在30%,40%,50%時均符合級配要求。

3 摻加再生料微表處混合料的最佳瀝青用量確定

3.1 施工性能試驗

1)拌合試驗。

為了確定最佳油石比，需要先做拌合試驗，因為它可以驗證微表處混合料的成漿狀態(tài)以及可拌合時間。我們采用上面確定的MS-Ⅲ型級配研究RAP微表處混合料的準(zhǔn)備用水量，RAP摻加劑量是30%，結(jié)果如表5所示。

由表5可知：在考慮適宜的拌合時間的前提下，同時為保證早期強(qiáng)度的形成，早期含水量不宜太高，綜合考慮最終確定采用水泥劑量為1.5%，總用水量為集料質(zhì)量的6%，油石比為6.0%，此時的拌合時間可以保證充分的拌合效果以及不影響早期強(qiáng)度的形成。

表5 拌合試驗結(jié)果

2)粘聚力試驗。

粘聚力反映的是微表處混合料的粘聚性，準(zhǔn)確講直接關(guān)乎初凝時間的長短，所以進(jìn)行粘聚性實驗非常必要，它為開放交通時間提供了有力的試驗保障，選取30%的RAP摻加劑量，試驗結(jié)果如表6所示。

表6 粘聚力試驗結(jié)果

通過粘聚力試驗我們可以發(fā)現(xiàn)，再生料的摻入使得微表處混合料的粘聚力有所下降，但隨著時間的增長，在達(dá)到90 min以上的粘聚力值依然能滿足規(guī)范要求。這是因為再生料的加入，延緩了瀝青破乳時間，加上水分增多，使得混合料的內(nèi)聚力減少。隨著時間的增長，瀝青破乳完全，雖然再生料的油膜厚度較小，但其與乳化瀝青的粘結(jié)性并不差，所以在90 min時滿足規(guī)范要求。

3.2 路用性能試驗

采用不同的油石比做負(fù)荷輪粘砂試驗和濕輪磨耗試驗，根據(jù)試驗結(jié)果定下最佳的油石比范圍，試驗結(jié)果如圖1所示。

根據(jù)微表處混合料技術(shù)規(guī)范要求，確定采用5.0%～6.5%油石比進(jìn)行試驗，測定各項指標(biāo)均滿足《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》要求。為進(jìn)一步確定RAP的最佳瀝青用量，需要通過抗剪試驗來驗證。由3.1確定的微表處混合料外加水量和水泥用量，在瀝青用量范圍內(nèi)變換不同的油石比進(jìn)行抗剪試驗[3]，試驗結(jié)果如表7所示。

表7 不同油石比下的抗剪強(qiáng)度(40 ℃)

通過測定不同油石比下的抗剪強(qiáng)度，最終確定最佳瀝青用量為6.0%。

4 摻加再生料的微表處混合料長期路用性能研究

為進(jìn)一步驗證摻加再生料的微表處混合料的實用性，需研究其在車輛和自然環(huán)境作用下的長期路用性能。這里采用MMLS3儀器驗證摻加再生料的微表處混合料的長期路用性能。

4.1 試驗方案

根據(jù)上面介紹的配合比設(shè)計方法，將銑刨回收的原舊瀝青混合料并加入新料進(jìn)行配合比設(shè)計，級配選擇MS-Ⅲ型中值，由于第二節(jié)所述，舊料摻配比例應(yīng)小于56%，所以本試驗選用再生料摻配比例為0%,10%,20%,30%,40%,50%進(jìn)行加速加載試驗驗證。

4.2 試驗結(jié)果分析

不同再生料摻量試件隨加速加載次數(shù)的變化規(guī)律，結(jié)果如圖2,圖3所示。

根據(jù)試驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)摻加再生料之后試件車轍深度相比于不摻加再生料的試件明顯降低；再生料摻量在30%以下時，不同再生料摻量試件之間的車轍深度變異性比較大，對比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)再生料摻量為40%,50%時，在加載次數(shù)達(dá)到30萬次時，其車轍深度最小，另外隆起高度的試驗結(jié)果也表明，當(dāng)再生料摻量為50%時，其隆起高度最小，綜合表明再生料摻量為50%的微表處其抗車轍性能最優(yōu)。分析主要原因是再生料中富含老化瀝青，其軟質(zhì)組分含量較少，重質(zhì)組分含量較多，從而提高了混合料的高溫穩(wěn)定性[4]。

5 結(jié)語

1)通過對不同高速公路，同一高速公路不同使用年限的瀝青混合料的研究，發(fā)現(xiàn)瀝青老化程度隨年限逐漸增大，各項指標(biāo)發(fā)生變化，表現(xiàn)為軟化點增大，針入度降低，延度降低，瀝青變硬。

2)通過目標(biāo)篩余和舊瀝青混合料的級配篩余對比，以最小級配比值確定舊料摻配比例的范圍為56%，并給出微表處混合料合成級配的幾檔推薦摻配比例。

3)考慮施工的和易性，通過拌合試驗確定摻加再生料微表處混合料的配合比水泥劑量1.5%，總用水量為集料質(zhì)量的6%，油石比6.0%?？紤]路用性能，驗證最佳瀝青用量為6.0%。通過粘聚力試驗，證明30%的RAP摻加劑量在90 min以后能達(dá)到粘聚力要求。

4)用MMLS3儀器驗證摻加再生料的微表處混合料的長期路用性能，綜合表明再生料摻量為50%的微表處其抗車轍性能最優(yōu)。

[1] 沈金安.高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2] 歐振平.微表處技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用[D].廣州：華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009.

[3] 譚 巍,董春暉,薛林華.瀝青路面微表處抗剪性能試驗研究[J].公路交通技術(shù),2011(5):35-39.

[4] 孫曉立.基于加速加載試驗的微表處長期路用性能[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報,2013(5):37-40.

Application of asphalt reclaimed material in micro-surfacing technology

Ye Xinglong

(SichuanAcademyofForestrySurveyDesign,Chengdu610081,China)

Combining with old asphalt mixture performance, the paper analyzes old material mixing ratio determination and composite grading, introduces optimal asphalt volume determination methods by mixing reclaimed micro-surfacing mixture from two aspects of construction performance test and pavement performance test, and finally studies its long-term pavement performance.

asphalt reclaimed material, highway, mixing proportion, pavement performance

1009-6825(2017)18-0091-03

2017-04-06

葉興龍(1981- )，男，工程師

U416.217

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