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        熱再生瀝青面層在某工程上的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

        2021-01-14 08:23:41劉增暉
        科學(xué)與生活 2021年15期
        關(guān)鍵詞:路用性能

        劉增暉

        摘要:熱再生瀝青面層是指在瀝青混合料設(shè)計(jì)時(shí),按一定比例摻加RAP,使其滿足規(guī)范要求的路面。RAP的摻加可以大大節(jié)省瀝青和石料,對(duì)工程造價(jià)和節(jié)能環(huán)保具有重要的意義。本文基于某工程改建,通過(guò)研究不同RAP摻量對(duì)熱再生混合料路用性能的影響,確定最佳RAP摻量,進(jìn)而應(yīng)用于該工程,取得了較好的成果。

        關(guān)鍵詞:熱再生,RAP,路用性能

        瀝青路面隨著使用年限的增長(zhǎng),在行車荷載和環(huán)境因素的相互長(zhǎng)期作用下,會(huì)產(chǎn)生各種病害,比如:車轍、開裂、擁包,水損害等,當(dāng)瀝青路面不滿足行駛要求時(shí),需要對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。路面大中修產(chǎn)生的舊料的處理成為目前面臨的主要問(wèn)題,因此,對(duì)RAP材料的再生利用成為我國(guó)道路工程的主要研究方向之一。

        瀝青路面的再生主要分為四大類:廠拌熱再生,現(xiàn)場(chǎng)熱再生,廠拌冷再生,現(xiàn)場(chǎng)冷再生。熱再生的優(yōu)點(diǎn)在于可以使RAP料中的瀝青重新發(fā)揮粘結(jié)料的作用,進(jìn)而減少新瀝青的使用,達(dá)到節(jié)約資源的目標(biāo)。同時(shí),熱再生混合料可應(yīng)用于較高的層位,可顯著降低成本,使RAP料得到充分的利用。

        本文依托某熱再生項(xiàng)目研究了不同RAP摻量對(duì)混合料路用性能的影響,給出了最佳RAP摻量,以供后期工程參考。

        1原材料

        1.1RAP

        1)RAP中瀝青含量和瀝青性能

        本文采用的舊料為某高速公路面層瀝青混合料,采用抽提試驗(yàn)確定混合料的瀝青含量,試驗(yàn)結(jié)果如表1。

        為確定RAP中瀝青的老化程度,對(duì)抽提試驗(yàn)的到的瀝青進(jìn)行回收,并測(cè)試其針入度、軟化點(diǎn)和延度指標(biāo),試驗(yàn)結(jié)果如表2。由于瀝青的老化,瀝青針入度和延度較小,軟化點(diǎn)較高。

        2)RAP篩分結(jié)果

        對(duì)抽提后的集料加熱烘干,待其涼至室溫后進(jìn)行篩分試驗(yàn),得到RAP的篩分結(jié)果見表3。

        1.2其他材料

        新瀝青采用SBSI-C改性瀝青,其三大指標(biāo)見表4。新集料采用石灰?guī)r,集料性能滿足規(guī)范要求。其各檔集料密度測(cè)定值見表5。

        2熱再生混合料配合比設(shè)計(jì)

        2.1熱再生混合料級(jí)配設(shè)計(jì)

        為確定合理的RAP摻量,本文采用30%,40%,50%三種不同摻量,根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》可知,AC13型瀝青混合料級(jí)配范圍如圖1。通過(guò)調(diào)節(jié)新料的摻配比例,使其合成級(jí)配與目標(biāo)級(jí)配盡量重合。

        2.2不同RAP摻量下混合料的最佳瀝青摻量

        采用馬歇爾試驗(yàn)方法成型馬歇爾試件,根據(jù)試件的體積指標(biāo)和力學(xué)指標(biāo)變化規(guī)律確定最佳瀝青用量,不同RAP摻量熱再生混合料的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見表6。

        對(duì)比不同RAP摻量下的VV、VMA、VFA可知,隨著RAP的增加,熱再生混合料體積參數(shù)變化無(wú)明顯規(guī)律,但其各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。由穩(wěn)定度結(jié)果可知,隨著RAP摻量的增加,馬歇爾試件的穩(wěn)定度逐漸增大,說(shuō)明增加RAP用量可以提高熱再生混合料的高溫性能。

        3不同RAP摻量下熱再生混合料路用性能研究

        3.1高溫穩(wěn)定性

        本文采用車轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)熱再生混合料的高溫性能,不同RAP摻量下的車轍試驗(yàn)結(jié)果見表7。

        由上表試驗(yàn)結(jié)果可知,摻入RAP后,熱再生混合料的高溫性能仍然滿足規(guī)范要求;隨著RAP摻量的增加,動(dòng)穩(wěn)定度不斷提高,混合料的抗車轍能力提高,高溫穩(wěn)定性增加。這可能是RAP中瀝青的老化導(dǎo)致其軟化點(diǎn)升高,硬度增加,進(jìn)而提高了混合料的高溫性能。

        3.2低溫抗裂性

        瀝青混合料在低溫條件下易發(fā)生開裂,因而在混合料設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)檢驗(yàn)最佳配合比下的混合料低溫抗裂性,本文采用-10℃,加載速率為50mm/min條件下的小梁低溫彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)熱再生瀝青混合料的低溫抗裂性,以最大彎拉應(yīng)變作為評(píng)價(jià)指標(biāo),試驗(yàn)結(jié)果如表8。

        由上表試驗(yàn)結(jié)果可知,摻加RAP后,熱再生混合料的低溫性能仍能滿足規(guī)范要求;隨著RAP摻量的增加,最大彎拉應(yīng)變先增加后減小,說(shuō)明在40%摻量下,熱再生混合料的抗低溫開裂能力最強(qiáng)。

        3.3水穩(wěn)定性

        瀝青混合料的水穩(wěn)定性表示瀝青混合料的抗水損害能力,本文采用凍融劈裂試驗(yàn)的殘留強(qiáng)度比評(píng)價(jià)熱再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能,試驗(yàn)結(jié)果如表9。

        由上表試驗(yàn)結(jié)果可知,摻加RAP后,熱再生混合料的低溫性能仍能滿足規(guī)范要求;隨著RAP摻量的增加,TSR先增大后減小,但變化值很小,說(shuō)明RAP摻量對(duì)熱再生混合料水穩(wěn)定性的影響并不顯著。在本試驗(yàn)中,可確定RAP摻量為40%時(shí),熱再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能最好。

        4結(jié)論

        本文對(duì)RAP摻量為30%,40%,50%的熱再生瀝青混合料進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì),確定了最佳瀝青用量,并對(duì)熱再生混合料的高溫、低溫、水穩(wěn)性能進(jìn)行了檢測(cè),主要結(jié)論如下:

        1)不同RAP摻量的熱再生瀝青混合料的高溫、低溫、水穩(wěn)性能均滿足現(xiàn)行規(guī)范對(duì)瀝青混合料的要求。

        2)隨著RAP摻量的增加,熱再生瀝青混合料的高溫性能逐漸提高,抗車轍能力增加。

        3)但是,隨著RAP摻量的增加,熱再生混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性能都呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì),這一試驗(yàn)結(jié)果有待后續(xù)研究。

        4)通過(guò)對(duì)熱再生混合料各項(xiàng)性能的檢測(cè),本文選取RAP摻量為40%時(shí)的混合料配合比應(yīng)用于項(xiàng)目中,取得了較好的效果。

        參考文獻(xiàn)

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