再生瀝青混合料基本性能對比研究

馬 迪

(河北省邯鄲市交通運輸局公路工程一處)

1 緒 論

瀝青混合料的再生利用,能夠節約大量的瀝青和砂石材料,節省工程投資在缺乏砂石材料的地區,由于砂石材料都是從外地遠運而來,成本較高,采用瀝青路面再生技術,所節約的工程投資是十分可觀的。即使在盛產砂石材料的地區,也能夠節約大量材料費用。瀝青混合料的再生利用,有利于處治廢料,節約能源,保護環境。由于舊瀝青混合料得以全部就地利用,減少了新材料的開采,也不存在舊瀝青混合料的運輸和廢料隨意棄放的問題,施工過程沒有粉塵和廢氣的污染。因而瀝青混合料的再生利用,具有顯著的經濟效益和社會、環境效益。

本文就添加各種再生劑的再生混合料的幾種性能進行對比研究,分析不同RAP混合料添加比例,不同添加劑的再生混合料的性能。

2 體積性能對比分析

在此次的研究中,分別摻加 RAP比例為 0%,20%, 30%,50%四種比例,進行了各種再生料不同的摻配比例下空隙率的變化。

從研究可以看出,在相同的條件下,隨著舊瀝青混合料比例的提高,孔隙率均呈上升趨勢,而瀝青飽和度下降。盡管各組混合料數值上有差異,但基本的趨勢是一致的。

相對同摻量的再生瀝青混合料,再生劑的摻入使瀝青混合料的孔隙率得到明顯得降低。這一趨勢在高RAP摻量的時候顯得更加明顯。可以得出以下結論,添加再生劑改性的再生瀝青混合料孔隙率變化趨勢要比其他形式的再生瀝青混合料小的多,同時也比直接再生的小。礦料間隙率的變化也驗證了這一規律。瀝青飽和度的曲線中,同樣的在再生劑改性之后,其瀝青飽和度的下降趨勢也變得平緩。本研究中,各組混合料的成型溫度都是一致的。由于瀝青是一種溫度敏感性材料,則成型瀝青混合料的體積性能就與成型時瀝青的粘度有很大的關系。高粘度的膠結料往往導致高的孔隙率,而低粘度的膠結料往往孔隙率較小。RAP中的瀝青膠結料是老化瀝青,其具有較高的粘度,這同時影響了再生瀝青混合料中瀝青的總體粘度。

對比分析四組改性類型的再生瀝青混合料,添加再生劑的再生瀝青混合料具有良好的調節再生瀝青混合料內部粘度的作用,進而減緩了孔隙率的變化趨勢。

3 水穩定性能對比分析

圖1、圖 2分別給出了不同改性類型再生瀝青混合料水穩定性能對比結果,其中包括浸水殘留穩定度,凍融劈裂強度比等。

從圖1中可以看出,材料的殘留穩定度隨著RAP摻量的增加而降低。其中,改性瀝青和抗剝落劑改性系列的再生瀝青混合料在相同的RAP摻量下體現了更高的殘留穩定度水平。再生劑再生瀝青混合料在低 RAP摻量時表現出較高的殘留穩定度,但在高摻量下的殘留穩定度卻明顯降低。

圖1 不同摻配比例不同再生劑的礦料浸水殘留穩定度

圖2 不同摻配比例不同再生劑的礦料浸水殘留穩定度

圖2是四組再生瀝青混合料凍融劈裂強度比隨RAP摻量的變化圖。同殘留穩定度相似的,凍融劈裂強度比隨著RAP的摻量提高而降低,但其降低的幅度更大。同樣,改性瀝青和抗剝落劑很好的體現了其對抵抗水損害的作用,摻加了二者的再生瀝青混合料具有相對較高的凍融劈裂強度比。另外,再生劑的添加也起到了一定的作用,添加了再生劑的再生瀝青混合料比未添加的凍融劈裂強度比稍高。綜上,摻加改性瀝青和抗剝落劑改性對于再生瀝青混合料水穩定性提高有明顯效果。

4 高溫穩定性能對比分析

圖3、圖 4分別給出了不同級配類型再生瀝青混合料高溫穩定性能對比結果,其中包括車轍動穩定度、車轍深度等。

圖3是各改性類型再生瀝青混合料車轍動穩定度隨RAP摻量變化的情況。改性瀝青改性、抗剝落劑改性及未改性的再生瀝青混合料的動穩定度均隨著RAP摻量的提高而增加。這可以通過RAP中的老化瀝青膠結料解釋,其為混合料提供了高的勁度和車轍抵抗力。同時,改性瀝青改性的再生瀝青混合料動穩定度得到很大程度的提高。SBS改性瀝青在高溫下體現更大的彈性特征。

圖3 不同摻配比例不同再生劑的礦料動穩定度

圖4 不同摻配比例不同再生劑的礦料車轍深度

液體抗剝落劑可以提高瀝青混合料的高溫粘附性,使瀝青和石料之間的粘結力提高,阻礙高溫塑性變形。隨著再生劑添加入再生瀝青混合料中,而RAP摻量小于30%的時候,再生瀝青混合料的動穩定度隨RAP摻量的提高而降低。而當RAP摻量大于30%時,再生瀝青混合料的動穩定度又有了提高的趨勢。一般的說,再生劑起到的是降低再生瀝青混合料中瀝青膠漿粘度的作用,因此它比一般的瀝青要軟,在高溫下比較容易變形,因此會產生動穩定度低的現象。

圖4是再生瀝青混合料車轍深度隨著RAP摻量的變化圖。如圖所示,車轍深度隨著 RAP摻量的提高而明顯降低。再生瀝青混合料中的老化瀝青溫度敏感性差,在高溫的時候體現出相對較高的粘度,這使其成為降低車轍深度的主要因素。同時,改性瀝青改性的再生瀝青混合料表現為最高的車轍抵抗能力。因此可以得出以下結論,高粘度的瀝青對車轍有更佳的抵抗力。在抵抗高溫永久變形的能力上,摻加改性瀝青的再生瀝青混合料表現出明顯的優勢,而添加抗剝落劑的再生瀝青混合料也起到一些效果,但不明顯,摻加再生劑的再生瀝青混合料高溫穩定性發生了降低。

5 小 結

從以上對混合料的研究中,可以得出以下的結論。

(1)進行三種類型的改性后的再生瀝青混合料在其性能方面都有了很大的改善,其中體積性能方面,摻加再生劑的改善效果最好;三種改性類型對常規體積性能的改善不明顯;在水穩定性能方面,摻加抗剝落劑的改善效果最好,摻加改性瀝青的改善效果也可以;在高溫抗車轍性能方面,摻加改性瀝青的改善效果最佳。

(2)三種改性類型均對再生瀝青混合料的各方面性能進行了改善,但沒有一種改性方式解決了所有的問題。要獲得性能優良的再生瀝青混合料應采用混合料改性的方式,在輕型交通中采用再生劑和抗剝落劑混合改性,在重型交通和渠化交通中采用再生劑和改性瀝青混合改性。

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