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        溫拌再生瀝青混合料路用性能試驗(yàn)研究

        2017-09-20 04:42:46
        黑龍江交通科技 2017年7期

        程 菓

        (重慶交通大學(xué),重慶 400074)

        溫拌再生瀝青混合料路用性能試驗(yàn)研究

        程 菓

        (重慶交通大學(xué),重慶 400074)

        對廢舊瀝青混合料進(jìn)行了溫拌再生利用,以Sasobit溫拌劑作為外添劑,舊料的摻入量分別取0%、10%、30%、50%,進(jìn)行了溫拌再生混合料的路用性能試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)溫拌劑的摻量取3%時(shí),其馬歇爾指標(biāo)均滿足規(guī)范要求,但當(dāng)舊料替代量為50%時(shí),其空隙率接近規(guī)范極限值,因此,建議取舊料的替代量為50%以下;溫拌再生瀝青混合料的動穩(wěn)定度隨著舊料替代量增加而出現(xiàn)增長,具有良好的高溫穩(wěn)定性;舊料的摻入較大程度降低了其低溫抗裂性能,摻入量越大,其值降低幅度越大,對舊路摻量應(yīng)精算控制。

        溫拌再生瀝青混合料;路用性能;室內(nèi)試驗(yàn)

        1 室內(nèi)試驗(yàn)

        1.1 試驗(yàn)材料

        (1)溫拌劑: Sasobit溫拌劑是高熔點(diǎn)的聚烯烴類有機(jī)物,其相關(guān)性能如表1所示。

        表1 Sasobit溫拌劑性能指標(biāo)

        (2)瀝青:采用殼牌90#石油瀝青,按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對其檢測,相關(guān)性能如表2。

        表2 瀝青的性能指標(biāo)

        (3)新舊集料:新集料種類選擇玄武巖,礦粉選用石灰?guī)r,相關(guān)性能指標(biāo)如表3所示。舊料來源于某公路整修工程,篩分后按不同的粒徑添入新料中以滿足級配要求。

        表3 集料的物理性質(zhì)指標(biāo)

        1.2 配合比設(shè)計(jì)

        (1)礦料級配

        級配類型選擇AC-16型,其配合比與瀝青用量的確定采用熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)確定,設(shè)計(jì)級配如表4所示。

        表4 瀝青混合料設(shè)計(jì)級配組成(AC-16)

        (2)最佳油石比確定

        Sasobit溫拌劑的最佳摻入量取3%,參照相關(guān)規(guī)范,按熱拌瀝青混合料的類型確定最佳油石比,其中集料全部采用新集料,以AC-16型配合比類型制備試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)可得最佳油石比為4.5%,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表5所示。之后試驗(yàn)中溫拌再生瀝青混合料的油石比均取4.5%。

        表5 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果(AC-16)

        1.3 試驗(yàn)方案

        分別取廢舊料的替代量為0%、10%、30%、50%,溫拌劑摻入量為3%,油石比取4.5%,按AC-16級配類型制備再生瀝青混合料試件。參照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),分別對試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、小梁彎曲試驗(yàn)及凍融劈裂試驗(yàn)。試驗(yàn)以舊料替代量0%的熱拌瀝青混合料作為對照組。

        2 室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果分析

        2.1 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析

        對于溫拌再生瀝青混合料,以馬歇爾試驗(yàn)對其進(jìn)行相關(guān)性能的檢驗(yàn)。當(dāng)舊材料的替代量為0%、10%、30%、50%時(shí),馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

        表6 不同摻量下瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

        由表6可知,對于不同舊料替代量下的再生瀝青混合料,其相關(guān)性能指標(biāo)均符合規(guī)范要求。其中,溫拌再生瀝青混合料相比于熱拌,其穩(wěn)定度有所降低,但各舊料替代量下的穩(wěn)定度無明顯差別,當(dāng)舊料替代量為10%~30%時(shí),其空隙率最小,替代量為50%時(shí),空隙率值達(dá)到了5.8%,接近規(guī)范要求的極限值。因此,工程應(yīng)用中,建議取舊料的替代量為50%以下。

        2.2 高溫穩(wěn)定性

        對于溫拌再生瀝青混合料,其抗車轍性能直接關(guān)系到其在高溫下的穩(wěn)定性與使用性能。車轍試驗(yàn)時(shí)的溫度為60 ℃,試件恒溫養(yǎng)護(hù)6 h后對其沿成型方向反復(fù)碾壓,碾壓速度為42±1次/min,輪壓為0.7 MPa,試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

        圖1 溫拌再生瀝青混合料的車轍試驗(yàn)結(jié)果

        由圖1可知,舊料替代量為0%的情況下,相比于熱拌,溫拌瀝青混合料的動穩(wěn)定度降低了12.8%,隨著舊料替代量的增加,其動穩(wěn)定度逐漸增加。這是因?yàn)榕f料的集料表明粗糙度較大,增大了其與新集料的接觸摩擦力,兩者構(gòu)建在一起形成的骨架密實(shí)性更好,從而高溫穩(wěn)定性越佳。另一方面,溫拌再生瀝青混合料普遍具有較高的動穩(wěn)定度,舊路摻入量分別為0%、10%、30%、50%時(shí),動穩(wěn)定度分別為1 147次·mm-1、1 204次·mm-1、1 397次·mm-1、1 421次·mm-1,均滿足規(guī)范要求,高溫穩(wěn)定性良好。

        2.3 低溫抗裂性

        通過小梁彎曲試驗(yàn)評價(jià)了低溫抗裂性能。測試設(shè)備采用MTS試驗(yàn)機(jī),試驗(yàn)溫度為10±0.5 ℃,測試結(jié)果如圖2所示。

        圖2 小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果

        由圖2可知,熱拌瀝青混合料的低溫彎曲應(yīng)變?yōu)? 279 uε,對于溫拌再生瀝青混合料,舊料摻入量分別為0%、10%、30%、50%時(shí),低溫彎曲破壞應(yīng)變分別為2 279 uε、1 715 uε、1 469 uε、1 353 uε、1 209 uε。相比于熱拌,溫拌瀝青混合料低溫破壞應(yīng)變發(fā)生了較大程度降低,且隨著舊料替代量的增加,破壞應(yīng)變逐漸降低。這是因?yàn)榕f料中存在的瀝青已發(fā)生老化,同時(shí)Sasobit溫拌劑的摻入降低了瀝青的粘度,從而使得低溫穩(wěn)定性隨之降低。

        2.4 水穩(wěn)定性

        采用凍融劈裂試驗(yàn)對水穩(wěn)定性能進(jìn)行檢測,試件制備后分兩組進(jìn)行養(yǎng)護(hù),一組水浴恒溫養(yǎng)護(hù)2 h,溫度為25 ℃;另一組水浴養(yǎng)護(hù)2 h后放入冰箱中,冰箱溫度設(shè)為-18 ℃,冰箱養(yǎng)護(hù)16 h,冰箱養(yǎng)護(hù)后再次以60 ℃的溫度水浴養(yǎng)護(hù)24 h。試驗(yàn)前再次以25 ℃溫度水浴養(yǎng)護(hù)2 h方可試驗(yàn)。

        3 結(jié) 論

        (1)對于溫拌再生瀝青混合料,當(dāng)溫拌劑的摻量取3%時(shí),其馬歇爾指標(biāo)均滿足規(guī)范要求,但當(dāng)舊料替代量為50%時(shí),其空隙率接近規(guī)范極限值,因此,工程應(yīng)用中,建議取舊料的替代量為50%以下。

        (2)溫拌再生瀝青混合料的動穩(wěn)定度隨著舊料替代量增加而出現(xiàn)增長,具有良好的高溫穩(wěn)定性。

        (3)對于溫拌再生瀝青混合料,舊料的摻入較大程度降低了其低溫抗裂性能,摻入量越大,其值降低幅度越大,對舊路摻量應(yīng)精算控制。

        (4)廢舊瀝青料的摻入對溫拌瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響不大,具有良好的水穩(wěn)定性。

        [1] 徐世法,顏彬,季節(jié).高節(jié)能低排放型溫拌瀝青混合料的技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J].高路,2005,(7):195-198.

        [2] 左鋒,葉奮.國外溫拌瀝青混合料技術(shù)與性能評價(jià)[J].中外公路,2007,27(6): 164- 168.

        [3] 張爭奇,陶晶,楊博.瀝青混合料高溫性能設(shè)計(jì)參數(shù)研究[J].中國公路學(xué)報(bào),2009,22(1):23-28.

        2017-03-30

        程菓(1992-),研究方向: 路基與路面工程。

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