文/賈玉、劉婭欣

1 前言

本文主要介紹兩種路面瀝青混凝土熱再生方法，這兩種方法也是熱再生技術(shù)中常用的方法，一種采用復(fù)拌再生技術(shù)，另一種采用加鋪再生技術(shù)。使用相同方法對集料進(jìn)行設(shè)計，得到最佳的配比曲線，然后經(jīng)過確定級配、再生劑種類和劑量、再生劑最佳用量等確定方案。采用凍融劈裂試驗、小梁彎曲試驗間、接拉伸試驗研究瀝青混合料再生后的低溫抗裂性、水穩(wěn)定性和疲勞壽命期，最后通過指標(biāo)數(shù)據(jù)變化對比，驗證再生料作為瀝青路面時具有較高的可靠性。

2 熱再生瀝青混合料設(shè)計

2.1 混合料設(shè)計方案

施工采用的瀝青混合料熱再生技術(shù)主要考慮瀝青混合料的路用性能滿足相關(guān)要求和最大限度利用路面舊瀝青材料減少不必要的浪費(fèi)；瀝青路用性能通?？紤]瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性等主要要求，同時還應(yīng)該更好地適應(yīng)施工，滿足施工的和易性以及易于攤鋪?，F(xiàn)場主要通過調(diào)整混合料級配、明確瀝青用量、再生劑使用的用量和種類、熱再生瀝青混合料的驗算結(jié)果等方面，做好瀝青路用性能指標(biāo)試驗[1]。

2．1．1 首先對舊集料進(jìn)行試驗，確定舊瀝青混凝土路面類型，如果分析舊集料級配與瀝青混凝土AC-16 的級配曲線接近，就將熱再生后集料級配按照AC-16 進(jìn)行配比調(diào)整。熱再生瀝青混凝土原則上是需要根據(jù)原有路面級配類型對再生路面進(jìn)行配比調(diào)整，其中AC-13 的瀝青采用AH-70#。

2．1．2 由工程所在地的地理區(qū)域劃分，氣候條件和交通等級等各方面因素確定所用瀝青類型為PE 類III-D 和道路A 級50 號兩種瀝青。熱再生瀝青混凝土路面中再生劑摻量為20%時，瀝青指標(biāo)基本能夠到PE類III-D 級標(biāo)準(zhǔn)和道路A 級50 號瀝青的要求[2]。如果采用加鋪再生工藝時，OP-900 和SB-1 分別達(dá)到25%和30%，熱再生的瀝青性能能夠達(dá)到道路A 級50 號瀝青的指標(biāo)要求。通過換算確定再生劑的含量占舊路面瀝青混合料質(zhì)量的1．23%和1．45%。

2．1．3 根據(jù)不同的施工工藝需要調(diào)整相適應(yīng)的瀝青混合料的配比，在加鋪再生技術(shù)中相對加入的瀝青混合料比較少，而需要摻入的再生劑量較多，在采用復(fù)拌熱再生瀝青混合料的方法中通常加入新瀝青混合料的量應(yīng)不大于總量的30%。

若試驗段選用復(fù)拌熱再生瀝青混凝土再生的施工工藝，初定新混合料摻比為5%、15%和25%，通過施工后檢測試驗結(jié)果確定混合料的最佳配合比。

2．1．4 再生料最佳瀝青的確定同時應(yīng)確定的材料有：舊瀝青、再生劑、新料瀝青。經(jīng)驗公式計算各組分含量：

式中：Pb為再生料中瀝青的含量（%)；A、B、C 分別代表2．36mm 篩孔篩余集料所占比例、0．075～2．36mm 篩孔間集料所占比例（%）、0．075mm 篩孔通過率（%）；m 為系數(shù)，C=11%～15%，m=0．15；C=6%～10%，m=0．18；C≤5%，m=0．2；F 為常數(shù)，取決于集料比重與吸水率，其值為0～2，缺乏數(shù)據(jù)時取0．7。

通過公式計算初步得到瀝青混合料各組分別用量，然后由馬歇爾試驗法確定瀝青含量，根據(jù)混合料路用性能評價混合料性能，依據(jù)成型馬歇爾試件測定試件的各項指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，得到混合料的最佳瀝青用量。

3 瀝青混合料常規(guī)試驗分析

3.1 高溫穩(wěn)定性分析

本文高溫穩(wěn)定性的研究主要通過車轍試驗實(shí)現(xiàn)，評價指標(biāo)選用動穩(wěn)定度（DS），試驗方法及過程根據(jù)瀝青混合料試驗規(guī)程相關(guān)方法確定，得到原始試驗數(shù)據(jù)，通過下列公式進(jìn)行擬合：

式中：y 代表新混合料的動穩(wěn)定度，單位為次/mm；x 代表新瀝青混合料摻量，單位為%；a、b、c 為系數(shù)。試驗結(jié)果見表1 所示。

試驗數(shù)據(jù)表明：再生劑摻量滿足要求的前提下，再生劑摻量越多，瀝青再生料試件的穩(wěn)定度越低，高溫穩(wěn)定性也隨再生劑的增加而降低，容易產(chǎn)生變形破壞[3]。但是數(shù)據(jù)表明再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性要比新拌制的瀝青混合料高，原瀝青混合料中摻配率與動穩(wěn)定度成正比，說明RAP 再生材料提高了高溫的穩(wěn)定性。

表1

3.2 低溫抗裂性

混合料的抗拉強(qiáng)度和變形能力最主要受低溫影響。由表圖1 可見，加入的再生劑不管是SB 類型還是OP 類型的再生劑，PE 改性瀝青混合料和普通瀝青混合料的低溫抗彎拉強(qiáng)度以及彎拉應(yīng)變兩個指標(biāo)均大于舊料，而低溫彎曲勁度模量的數(shù)值則比舊料低。通過數(shù)值變化可以發(fā)現(xiàn)規(guī)律：再生瀝青混合料的RB和εB隨著舊料摻加比例增大時，再生瀝青混合料的RB和εB也隨之增大，而SB呈現(xiàn)反比變化。這說明再生料低溫抗裂性能與舊料摻配率成反比。

熱再生瀝青混合料中新瀝青混合料摻量為5%時，試件的極限抗彎拉應(yīng)變值增大57．4%（OP-1100）、96．3%（SB-2）、189%（OP-900）、293%（SB-1）；而舊普通瀝青再生料的極限彎拉應(yīng)變值比舊混合料提高到206%（OP-900）、234%（SB-1）。通過上述數(shù)據(jù)分析表明該再生混合料在符合要求范圍內(nèi)增加再生劑劑量，使瀝青混合料低溫抗裂指標(biāo)明顯增加，很好地改善了再生瀝青混合料的低溫抗裂性能。依據(jù)下表數(shù)據(jù)對比不難發(fā)現(xiàn)：摻加SB-2 再生劑混合料的低溫抗裂性要比摻加OP-1100 再生劑的混合料低溫抗裂性能好，同理可得，摻加OP-900 的低溫抗裂性要比摻加SB-1的差[4]。

圖1 不同再生劑下低溫指標(biāo)圖

3.3 水穩(wěn)定性

本節(jié)為研究再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性，通過凍融劈裂試驗，試驗操作依據(jù)瀝青混合料試驗規(guī)程，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過擬合得到下式：

式中：y 代表再生瀝青混合料TSR，單位為%；x 代表新瀝青混合料摻量，單位為%；a、b、c 代表系數(shù)。

通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行公式擬合可以得出結(jié)論：再生瀝青混合料水穩(wěn)定性能較強(qiáng)。較好的再生劑能改善再生料的水穩(wěn)定性能。TSR 隨著舊料摻配量的增加而減小，這種現(xiàn)象說明：再生料水穩(wěn)定性的好壞受舊料作用的影響較大。

4 瀝青混合料疲勞壽命分析

本節(jié)通過對試驗方案設(shè)計進(jìn)行間接拉伸疲勞試驗，得到實(shí)驗數(shù)據(jù)依據(jù)以下公式進(jìn)行擬合。

式中Nf代表材料的疲勞壽命；si 代表不同的應(yīng)力比；K、n 代表試驗確定的回歸系數(shù)。

擬合數(shù)據(jù)結(jié)果見表2 所示。

表2 疲勞試驗數(shù)據(jù)

由上述數(shù)據(jù)得出，如果應(yīng)力值不相同時，那么再生的瀝青混合料要比舊混合料的疲勞壽命高；再生劑的摻入種類不同所形成的新混合料疲勞壽命也不一樣，根據(jù)上述數(shù)據(jù)變化分析得出：摻有SB-2 混合料的疲勞壽命不如OP-1100 混合料的疲勞壽命高。

5 結(jié)語

本文通過對瀝青混合料加鋪再生技術(shù)和復(fù)拌熱再生技術(shù)的簡單分析介紹，發(fā)現(xiàn)加入不同再生劑和新瀝青使瀝青混合料的路用性能滿足使用的相關(guān)要求。

對熱再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性檢測發(fā)現(xiàn)要比新拌制的瀝青混合料高，若舊瀝青混合料動穩(wěn)定度和摻配率成正比，那么RAP 再生材料的高溫穩(wěn)定性提高了[5]。

對再生瀝青混合料低溫抗裂性分析發(fā)現(xiàn)：再生瀝青混合料的RB和εB隨著舊料摻加比例增大時，再生瀝青混合料的RB和εB也隨之增大，而SB則呈現(xiàn)反比變化。這說明再生料低溫抗裂性能與舊料摻配率成反比。

對熱再生瀝青混合料水穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)：熱再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性受舊料作用的影響較大。