廠拌再生Sup20瀝青混合料路用性能的研究

瀝青廠拌再生技術(shù)已經(jīng)成為公路行業(yè)研究的熱點(diǎn)，一方面對于原有瀝青路面銑刨料能夠再生利用，降低能耗，利于環(huán)保，另一方面能夠保證同樣路用性能的條件下，施工控制方便，降低施工成本。對于廠拌瀝青再生技術(shù)在江蘇省的應(yīng)用，由于江蘇省的重載和交通渠化特點(diǎn)，瀝青路面破壞最明顯主要為車轍變形與應(yīng)力破壞。而美國SHRP研究成果superpave技術(shù)，由于粗集料顆粒之間互有良好的嵌擠作用，因此具有非常好的抵抗荷載變形的能力，廠拌再生和superpave技術(shù)的結(jié)合符合江蘇省瀝青路面的實(shí)際情況。本文以sup20瀝青廠拌再生為例，通過相關(guān)配合比設(shè)計(jì)與施工注意的一些事項(xiàng)，以期對再生Sup20瀝青混合料在江蘇省的運(yùn)用具有借鑒意義。

1 依托項(xiàng)目簡介

江蘇省S237省道高郵段工程，起自寶應(yīng)、高郵交界處的子?jì)牒樱_始平行于京滬高速公路向南布線，至江都境內(nèi)。工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道一級公路，設(shè)計(jì)車速100km/h，路面面層寬11.25×2m，橫坡為2.0%。路面結(jié)構(gòu)層次為:1cm瀝青下封層+6cm中粒式瀝青混凝土SUP20下面層+4cmSUP13混凝土上面層。本次瀝青廠拌再生Sup20瀝青混合料的施工的樁號為:K127+760-K131+500左幅和K127+290-K131+500右幅。

2 廠拌再生Sup20配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料

本次瀝青采用金陵石化70#重交通瀝青，瀝青的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)滿足要求。集料采用鎮(zhèn)江茅迪石灰?guī)r堿性石料，并選用立方體顆粒的碎石。粗集料的針片狀指標(biāo)不大于10%，含泥量指標(biāo)小于1%，細(xì)集料砂當(dāng)量為74.5%，均滿足要求。礦粉為鎮(zhèn)江高資礦粉礦粉，該礦粉干燥，潔凈，其0.075mm篩孔的通過量達(dá)到了80%以上，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足技術(shù)要求。

2.2 再生料摻入比例的確定

對舊料進(jìn)行抽提試驗(yàn)，提取舊瀝青與新瀝青混合后進(jìn)行瀝青膠結(jié)料的試驗(yàn)，按舊瀝青混合料和新鮮集料的比例分別為20∶80，25∶75和30∶70 換算成舊瀝青:新鮮瀝青分別為 21.4∶78.6，26.8∶73.2，32.1∶67.8，進(jìn)行瀝青膠結(jié)料的三大指標(biāo)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2-1。

表2-1 瀝青膠結(jié)料試驗(yàn)結(jié)果

從表2-1 可看出，舊瀝青:新瀝青為21.4∶78.6、26.8∶73.2 時(shí)的瀝青三大指標(biāo)均滿足要求。綜合考慮瀝青膠結(jié)料試驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)性，確定選用舊瀝青混合料:新鮮集料=25∶75摻配比例進(jìn)行混合料配合比設(shè)計(jì)。

2.3 設(shè)計(jì)集料結(jié)構(gòu)的選擇

依據(jù)Superpave設(shè)計(jì)的一般方法，在選擇設(shè)計(jì)集料結(jié)構(gòu)時(shí)，首先調(diào)試、選出粗、中、細(xì)三個(gè)級配，根據(jù)集料的性質(zhì)(密度和吸水率)計(jì)算出三個(gè)級配的初始用油量。然后用初始用油量成型試件，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出這三個(gè)級配的瀝青混合料在空隙率為4%時(shí)所需的瀝青用量及相應(yīng)的瀝青混合料其他體積性質(zhì)，礦料間隙率(VMA)、飽和度(VFA)、礦粉與有效瀝青之比(F/A)等。通過試驗(yàn)和分析，選定級配2為設(shè)計(jì)級配，配合比為 0～30mm 舊料:1#:2#:3#:4#:礦粉 =25.0%:21.0%:24.0%:12%:17.0%:1.0%，新加瀝青用量為 3.08%。其對應(yīng)的混合料體積指標(biāo)見表2-2。

表2-2 混合料體積性質(zhì)表

3 廠拌再生Sup20路用性能

(1)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性。從馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果和車轍試驗(yàn)結(jié)果來看，混合料的穩(wěn)定度和動(dòng)穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范的要求，這可以說明廠拌再生sup20瀝青混合料具有良好的高溫性能。(2)瀝青混合料抗水損害性。從浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果和凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果來看，廠拌再生sup20混合料可滿足年降雨量大于1000mm地區(qū)的水穩(wěn)定性要求。

表3-1 車轍試驗(yàn)結(jié)果匯總表

表3-2 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表3-3 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

4 現(xiàn)場施工質(zhì)量控制

廠拌再生sup20瀝青混合料施工順序基本和傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土相似，主要重點(diǎn)是加強(qiáng)碾壓組合。在本標(biāo)段施工中嚴(yán)格按照規(guī)范的要求進(jìn)行施工，在施工中主要需要注意了以下幾點(diǎn):

(1)瀝青混合料的拌制。集料的加熱溫度為170℃，瀝青的加熱溫度為160℃，瀝青混合料出廠溫度控制在145-165℃。瀝青混合料的拌和時(shí)間的確定，必須使所有集料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料，并以瀝青混合料拌和均勻?yàn)槎取？偘韬蜁r(shí)間為55S，其中干拌5S，濕拌時(shí)間為28S。拌和樓熱料倉各種料計(jì)量準(zhǔn)確，生產(chǎn)過程全部采用計(jì)算機(jī)控制，能逐盤打印瀝青混合料的生產(chǎn)情況。(2)瀝青混合料的運(yùn)輸。瀝青混合料運(yùn)輸車的運(yùn)量較拌和能力和攤鋪速度有所富余，攤鋪機(jī)前方有兩輛運(yùn)料車等候卸料;運(yùn)料車有蓬布覆蓋設(shè)施，能夠做到保溫和避免污染環(huán)境，在運(yùn)輸過程中嚴(yán)禁油漬和混合料撒落，做到文明施工;連續(xù)攤鋪過程中，運(yùn)料車在攤鋪機(jī)前10-30cm處停住，沒有撞擊攤鋪機(jī)。卸料過程中運(yùn)料車掛空擋，靠攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)。(3)瀝青混合料的攤鋪。瀝青混合料到場溫度不低于145℃。攤鋪前將熨平板預(yù)熱至120℃。攤鋪機(jī)熨平板拼接緊密，不存有縫隙，防止卡入粒料將鋪面拉出條痕。攤鋪采用兩臺攤鋪機(jī)進(jìn)行梯隊(duì)作業(yè)，通過走鋼絲找平方式來控制路面厚度及平整度，松鋪系數(shù)初步采用經(jīng)驗(yàn)值1.2來控制。兩臺攤鋪寬度分別為5.25m、6.0m，夯錘震級均為4.5級，攤鋪機(jī)的攤鋪速度按2m/min進(jìn)行試鋪，攤鋪機(jī)緩慢、均勻、不間斷地?cái)備?機(jī)械攤鋪的混合料未壓實(shí)前，施工人員不得進(jìn)入踩踏。(4)瀝青混合料的壓實(shí)成型。2臺鋼輪壓路機(jī)前靜后振各2遍+1臺XP302膠輪壓路機(jī)和1臺XP301膠輪壓路機(jī)靜壓共8遍+1臺鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍，松鋪系數(shù)為1.2。為保證壓實(shí)度和平整度，初壓要在混合料不產(chǎn)生推移、開裂等情況下盡量在攤鋪后較高溫度下進(jìn)行。碾壓段的長度以控制在30米內(nèi)，初壓嚴(yán)禁使用輪胎壓路機(jī)，以確保面層橫向平整度。瀝青混合料在裝料過程中能移動(dòng)以減少瀝青混合料離析，做到高溫緊跟碾壓，碾壓過程中未出現(xiàn)混合料推移現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

(1)本次廠拌再生sup20瀝青混合料最終確定的配合比為:0～30mm 舊料:1#:2#:3#:4#:礦 粉 =25.0%:21.0%:24.0%:12%:17.0%:1.0%。瀝青用量為 4.2%(新鮮瀝青用量為 3.08%)，通過旋轉(zhuǎn)壓實(shí)和馬歇爾試驗(yàn)驗(yàn)證，其空隙率、VMA、VFA(飽和度)等均能滿足要求;通過車轍試驗(yàn)得到其動(dòng)穩(wěn)定度滿足要求;由浸水馬歇爾、凍融劈裂試驗(yàn)知，該級配抗水害性能滿足要求。(2)瀝青混合料出料溫度控制在145-165℃，瀝青混合料攤鋪機(jī)攤鋪速度為2m/min，碾壓組合采用方案:2臺鋼輪壓路機(jī)前靜后振各2遍+1臺XP302膠輪壓路機(jī)和1臺XP301膠輪壓路機(jī)靜壓共8遍+1臺鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍，松鋪系數(shù)為1.2。(3)從本文的試驗(yàn)結(jié)果來看，廠拌再生sup20瀝青混合料是值得推廣的一種新材料。

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