劉 春，周 浩，高文喜，秦良輝

(1.山東泰和公路工程有限公司，山東 淄博 256410；2.山東建筑大學(xué)，山東 濟(jì)南 250109)

我國(guó)的等級(jí)道路中，瀝青路面占據(jù)了絕大部分比例。瀝青路面在使用過(guò)程中，由于行程作用和環(huán)境因素的影響，瀝青混合料的性能逐步降低，路面隨之不斷產(chǎn)生損壞。隨著服役期的延續(xù)，大量的路面進(jìn)入維修期。由于在前期道路修建過(guò)程中優(yōu)質(zhì)石料等消耗量巨大，加之環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)石料越來(lái)越難以獲得，影響道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

瀝青路面熱再生技術(shù)，可以處理車(chē)轍等多種瀝青路面病害，且對(duì)交通的阻斷封閉期短，對(duì)正常交通打擾較少，且可以把路面的舊料回收利用，最大程度減少原材料消耗，并解決回收瀝青路面銑刨料占用大量土地面積、影響城市環(huán)境的問(wèn)題，可以一舉多得實(shí)現(xiàn)道路修建與維修的可持續(xù)發(fā)展。熱再生瀝青混合料由新集料、新瀝青、銑刨料、填料等構(gòu)成，而銑刨料摻量對(duì)于熱再生混合料的性能有直接影響，需要進(jìn)一步研究。

1 原材料分析

原材料基本性能確定是瀝青路面再生設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。首先對(duì)試驗(yàn)所用的瀝青、瀝青銑刨料、集料等進(jìn)行系統(tǒng)分析，確定其技術(shù)性能。

1.1 新添加瀝青

瀝青對(duì)熱再生混合料性能有重要影響，路面設(shè)計(jì)需要根據(jù)道路交通的性質(zhì)和本地區(qū)的氣候特點(diǎn)，選擇合理的瀝青。選用山東地區(qū)常用的齊魯70#基質(zhì)瀝青，并檢測(cè)各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)，都能滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定，具體的技術(shù)性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 瀝青性能指標(biāo)

1.2 集料

堿性礦料(如石玄武巖等)與瀝青的粘附性較好，但石灰?guī)r等部分堿性礦料的耐磨性相對(duì)較差，經(jīng)過(guò)壓實(shí)和較長(zhǎng)服務(wù)期后難以保持集料擠嵌作用。而偏酸性集料(如花崗巖、石英巖等)，質(zhì)地堅(jiān)硬，但與瀝青的黏附性不足，需要摻入一定量的抗剝落劑或消石灰。選用玄武巖做為集料，并設(shè)計(jì)合成級(jí)配如表2所示。

表2 集料合成級(jí)配

1.3 RAP材料

銑刨料的摻量以及銑刨料性能的變異性都會(huì)影響再生混合料的性能?；厥浙娕倭喜荒苤苯佑糜谠偕に?，需要對(duì)其進(jìn)行篩分，分檔儲(chǔ)存，再將不同規(guī)格的再生料按照合適的比例組合成再生原材料，從而有效控制再生料級(jí)配，提高其路用性能。

本項(xiàng)目所用的銑刨料分為粗、中、細(xì)三檔存放，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)其合成級(jí)配，如表3所示。

表3 RAP材料級(jí)配

1.4 填料

所用礦粉采用石灰?guī)r經(jīng)過(guò)研磨制備，檢驗(yàn)其各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合道路施工相關(guān)規(guī)定，可用于熱再生瀝青混合料生產(chǎn)。

2 熱再生材料性能研究

2.1 熱再生瀝青混合料級(jí)配

需根據(jù)道路等級(jí)、氣候條件、確定工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍。目前我國(guó)道路熱再生實(shí)踐中，一般參考公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行選擇；當(dāng)然條件成熟時(shí)，也可以在本單位施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，參考國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)和選取熱再生瀝青混合料級(jí)配，但應(yīng)進(jìn)行細(xì)致的實(shí)驗(yàn)保證瀝青熱再生混合料性能滿(mǎn)足道路要求，并考慮以下幾方面的因素。

(1)再生料級(jí)配設(shè)計(jì)，需要考慮再生銑刨料的變異性；

(2)確定銑刨料摻配比例時(shí)需要考慮實(shí)際的再生設(shè)備配置情況，一般添加比例不宜超過(guò)30%；

(3)銑刨料摻配比例一般不超過(guò)30%，在有再生劑添加的情況下銑刨料摻量一般不超過(guò)50%。

2.2 瀝青熱再生混合料性能

本項(xiàng)目初擬RAP摻量為10%～40%，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，測(cè)試其最佳瀝青用量以及穩(wěn)定度等指標(biāo)(試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4)，并確定其合理配合比。

表4 不同RAP摻量下馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

10%RAP料摻配率下熱再生瀝青混合料最大密度對(duì)應(yīng)的瀝青劑量a1=4.52%，a2=4.1%，a3=4.14%，a4=4.32%。OACmin=4.06%(空隙率范圍對(duì)應(yīng)最小值)，OACmax=4.6%(VFA范圍對(duì)應(yīng)最大值)。

OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4=4.27%

OAC2=(OACmin+OACmax)/2=4.33%

OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.3%

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著RAP摻量的增加，瀝青用量有所降低，可能是銑刨料中瀝青的影響。銑刨料包含有一定量的舊瀝青，這部分瀝青經(jīng)過(guò)輕質(zhì)成分的損失和環(huán)境的氧化作用等，瀝青的含量和柔性都已經(jīng)有所下降，但仍然可以作為瀝青粘結(jié)料使用，可以包裹和粘附集料，所以隨著銑刨料比例的提高，所帶來(lái)的舊瀝青粘結(jié)料自然增加，從而在一定程度上降低了對(duì)瀝青的需求量。

由穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果可得到：本次試驗(yàn)的熱再生混合料的穩(wěn)定度都合格，且隨著銑刨料摻量的增加，穩(wěn)定度有所提高，說(shuō)明再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性隨銑刨料的摻入而有所改善。這是因?yàn)?，銑刨料在熱力和紫外線等因素作用下，瀝青結(jié)合料不斷發(fā)生老化，導(dǎo)致變硬變脆，其軟化點(diǎn)、黏度提高，這些變化有助于改善瀝青混合料的高溫性能，而對(duì)低溫抗變形能力有不利影響。所以，隨著銑刨料摻量的增大，熱再生混合料中老化后的瀝青量也增加，導(dǎo)致熱再生混合料整體的高溫穩(wěn)定性有所提高。

3 結(jié) 語(yǔ)

在國(guó)內(nèi)外熱再生研究和施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行原材料性能分析，并確定了銑刨料的摻配比例；并進(jìn)行馬歇爾實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明隨著銑刨料摻量的增加，瀝青用量有所降低，可能是因?yàn)殂娕倭习幸欢康呐f瀝青；穩(wěn)定度有所上升，因?yàn)榕f瀝青粘結(jié)料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期老化過(guò)程，高溫性能較好。