再生瀝青混凝土質量控制因素研究

摘 要:目前國內近十幾年間，使用刨除料作為瀝青再生料已經十分廣泛。瀝青路面再生利用，能夠節約大量的瀝青、砂石等原材料，同時有利于處理廢料、保護環境。但是再生瀝青混凝土在實際生產過程還很難被現場技術人員掌握，因此，本文從再生瀝青混凝土的影響因素的角度對再生混凝土質量控制進行了論述，希望能夠對再生混凝土的推廣應用有一定的價值。

關鍵詞:刨除料 再生劑 剝脫

中圖分類號:U415.52 文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0024-02

近年來再生瀝青混凝土已普遍運用于國內各道路工程，除環保考慮之外，此材料能廣為接受的關鍵在于成本考慮，但是再瀝青混凝土在近十幾年的應用過程中普遍存在以下幾個問題:

(1)使用的刨除料比例，廠商在生產技術純熟，基于成本考慮，將刨除料添加量一再提高，使用的刨除料含量愈高，再生瀝青混凝土的質量變異就越不容易控制。

(2)國內目前省道或縣市政府的道路養護，若使用再生瀝青混凝土，通常要求廠商在開工前就即應提送再生瀝青混凝土配比設計數據，此一配比原老化路面并未開始刨除，以國內的工程現況，更難要求廠商先將老舊路面刨除后，將所有刨除料堆置在工廠，等配比設計完成后再行展開施工。故繳交給主管機構的配比設計結果，通常系采用其它工地的刨除料求得。未來工程開工后，若工程量小，則有可能以配比設計所用的刨除料生產。若工程量較大，則后續生產過程中，可能由原路面所得的刨除料投入生產，但通常不再另做配比設計。

(3)部分路段一再再生，所使用的刨除料中，除了級配偏細之外，瀝青老化甚至已達碳化地步，僅以添加較軟等級之新鮮瀝青已無法調整控制瀝青質量，即使忽略老化瀝青，完全倚賴新鮮瀝青作為瀝青混凝土中的黏結機構，在剛完工驗收的時候可以達到規定的強度，開放交通后亦常因瀝青兼容不佳，而易發生水損害導致的問題如路面松散、剝脫等早期損害。

1 再生料基本性能

收集蘇州市所轄道路的刨除料，加入同樣來源的粗細粒料、新鮮瀝青等，并區分為添加/不添加再生計制作瀝青混凝土試體，再進行剝脫試驗、回彈模數試驗、馬歇爾試驗、殘余強度試驗等，評估不同刨除料源、再生劑等的影響。如表1所示。

2 回彈模數試驗

(1)不同刨除料對回彈模數影響明顯，原有刨除料中老化瀝青黏滯度較高者，其回彈模數明顯較高。

(2)添加再生劑對再生瀝青混凝土的回彈模數有明顯影響，但影響的程度，并不會因為添加再生劑前再生瀝青混凝土原有回彈模數之高低，而有增減趨勢。

(3)添加再生劑并不能使用再生瀝青混凝土的回彈模數有更一致性的結果，也就是說，再生劑的使用并不能降低因為刨除料變異而造成的回彈模數變異。

3 馬歇爾穩定值

(1)穩定值受刨除料的影響不若回彈模數受到的影響大，原因可能是穩定值的測量過程中，瀝青混凝土不是單純受到張力(回彈模數試驗中，主要是測量試體受到水平方向的間接張力變形影響)，而是一種綜合張力與壓力，甚至剪力變化的效果，本試驗中的調整后的再生瀝青混凝土級配趨向一致時，不同刨除料差異造成的影響變得較不明顯。

(2)再生劑對穩度值有影響，而且未添加再生劑前瀝青混凝土的穩度值愈大，再生劑的影響程度愈明顯。但是再生劑對穩定值的影響不如其對回彈模數的影響大。

(3)考率影響再生瀝青混凝土流度的因素時，可發現所有添加刨除料的再生瀝青混凝土明顯比新拌再生瀝青混凝土大，原因可能來自刨除料中粒料級配經過刨除回收的過程，除了級配偏細之外，粒料顆粒的棱角也低于新鮮粒料。添加再生劑后降低瀝青黏滯度，使得夯壓時，粒料或可調整到較緊密狀態以降低流度，但效果不明顯。

4 殘余強度試驗

完成的試件，分別以60℃浸泡30分鐘后立刻進行馬歇爾穩定值試驗，及浸泡在60℃水中24小時進行馬歇爾穩定值試驗兩者比值用以計算殘余強度如表2所示。此部分的試驗結果整理如下:

(1)由于此部分僅夯打55下，新拌瀝青的空隙率明顯較高，由此可見新拌瀝青的穩定值低于再生瀝青混凝土。

(2)在壓實度不足、空隙率較高時，瀝青的效果較為明顯，由此發現使用再生劑對穩定值的影響比夯壓75下情況明顯。

(3)添加再生劑對穩定值的影響，隨著刨除料中瀝青老化程度有異。可知大勇街刨除料中瀝青老化最為嚴重，其次是金華路，可知再生劑對這兩種再生劑瀝青混凝土的穩定值影響較不明顯。

(4)除郡平路的試驗結果外，添加再生劑后，可提高再生瀝青混凝土的殘余強度。此一異常現象的空隙變化，應可歸因于空隙變化的影響所致。(如表2)

5 剝脫試驗(煮沸法)

本研究將拌合完成的再生瀝青混凝土松料放到沸水中，每半個小時取出觀察，若無損害則持續煮到兩個小時或見到明顯剝脫為止，紀錄不同材料發生剝脫現像時間如表3。此一改良剝脫試驗中發現:

(1)比起新拌瀝青混凝土，再生瀝青混凝土抵抗剝脫的潛能較差。

(2)剝脫與否和刨除料中瀝青的老化性質有關，老化瀝青黏滯度越高，越早發生剝脫。

(3)添加在生劑可以提高再生瀝青混凝土的抗剝脫能力。但因以煮沸法評估抗剝脫能力，基本上僅能作通過或不通過的判斷，改良后也僅能判斷發生剝脫的時間，在本試驗無法判斷再生劑的改善程度。(如表3)

6 結論與建議

6.1 研究結論

(1)再生瀝青混凝土在生產過程中，較傳統瀝青混凝土略為復雜，主要的影響在于刨除料的性質變異。依據規定，再生瀝青混凝土生產前應進行配比設計，配比設計時即應把刨除料各項性質，如含油量、粒料級配、老化瀝青性質一并考慮。亦即開始生產前，就應取得實際將用來生產再生瀝青混凝土的刨除料。

(2)在本研究中，固定刨除料添加量，但不同料圓的刨除料調配后，雖然所得到再生瀝青混凝土中，粒料級配趨勢一致，但對再生瀝青混凝土的回彈模數影響仍顯著;添加再生劑的影響也相當明顯(但沒有一致性的趨勢)，主要原因影響回彈模數性質主要來自瀝青混凝土試體的抗張(間接張力)能力，而影響張力的重要因子在于瀝青的黏結力。

(3)在瀝青混凝土馬歇爾強度試驗中，穩定值不只測量瀝青混凝土抗壓強度，也綜合評估其抗張、抗剪能力。當使用的刨除料級配趨于一致時，刨除料源改變對穩定值有影響，但影響程度不若回彈模數，使用再生劑的效果也不若回彈模數試驗中明顯。

(3)由殘余強度試驗中發現，刨除料中原有老化瀝青的性質對再生瀝青混凝土的影響明顯，含有老化程度較大的刨除料所制作的瀝青混凝土，其殘余強度明顯較低。此一現象可藉由添加再生劑改善。但再生劑的改善對刨除料中瀝青老化程度較高/低者較為明顯。

(4)規范規定的煮沸試驗，系以煮沸一小時評估瀝青油膜對粒料的附著能力，為一種判斷通過或不通過的門坎試驗，本研究中改良原試驗方式，以不同的蒸煮時間 ，評估不同刨除料所制作的瀝青混凝土中油膜的附著能力。實驗結果發現。

1)使用不同料源的刨除料，因其中瀝青老化程度不同，對剝脫性能有明顯影響。

2)再生劑的使用可以改善再生瀝青混凝土抗剝脫的能力。

3)比較回彈模數、馬歇爾穩定值、及殘余強度的結果可發現，使用刨除料料源改變時，對回彈模數、殘余強度的影響較為明顯，馬歇爾穩定值與流度雖然也受料源改變影響，但影響程度較低。此一現象比較添加或不添加再生劑的效果時，也有同樣的趨勢。

6.2 建議事項

(1)再生瀝青混凝土理應和新拌瀝青混凝土性質一致，遵循相同的驗收標準。但實際生產過程，最大的困難在刨除料料源的控制，目前再生瀝青混凝土拌合廠通常僅對送進工廠的材料以破碎機初步處里后，即依粒徑大小分堆儲放或直接投入生產，對刨除料的料源與性質控制相當有限。建議若要確保再生瀝青混凝土的性質，首要工作在于確保刨除料的料源，或者在生產過程中，必須能因應刨除料變異而適度調整生產控制。

(2)在本研究所收集的刨除料中，已有60℃粘滯度高達190000poise的老化瀝青，就其原因可能是多次再生造成，面對此類老化嚴重的刨除料，使用的刨除料已是不得不的趨勢。

(3)不同的刨除料的影響，主要在表經由含油量、級配、瀝青老化程度對再生瀝青混凝土造成影響，上述變因對再生瀝青混凝土的力學性質有影響之外，對浸水損害或剝脫性能的影響更不可忽略。

(4)另外本研究中發現使用再生劑除了可用以調整老化瀝青黏滯度之外，尚可發揮降低刨除料變異影響的功效，且在瀝青混凝土的抗水損害能力尚有明顯的改善。故本研究最重要的建議事項即在于再生劑的利用。

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