溫拌劑在舊瀝青路面就地熱再生中的應用

李 偉

(中交二公局東萌工程有限公司，陜西 西安 710119)

1 瀝青混合料溫拌技術概述

瀝青路面經過長時間使用后，相繼出現裂縫、坑槽等病害，不利于車輛的安全通行，此時瀝青路面就地熱再生成為重要的處理手段，確定破損路面后采取加熱和翻松銑刨處理措施，向既有的瀝青混合料中按適當比例摻入再生劑，形成新型瀝青混合料，經鋪筑后恢復路面的完整性。在傳統方式下，就地熱再生施工期間伴有較明顯的環境污染問題，同時能源消耗量相對較大，因此，在原方案的基礎上摻入適量溫拌劑，通過此方式達到降低施工溫度、保證施工質量的效果，由此提出了瀝青混合料溫拌技術。

跟傳統方式相比較，瀝青混合料溫拌技術在施工材料方面實現了升級，使用到Sasobit溫拌劑，使生產所得的瀝青混合料表現出更好的性能。在公路建設規模持續擴大的發展趨勢下，行業技術人員圍繞溫拌劑的性能展開深入探討，認為該材料在與瀝青接觸后將使瀝青性能發生變化，具有顯著的環保效益，是舊瀝青路面施工中的重要材料。

Sasobit溫拌劑屬于一種新型聚烯烴類，是一種合成的碳氫化合物混合物。為檢驗其技術性能，使用前可先對某基質瀝青與添加3% Sasobit溫拌劑的某基質瀝青進行試驗對比，結果表明，Sasobit溫拌劑對路面材料具有獨特的改性機理，使其針入度、軟化點有較大提高，且拌和成型溫度可降低20℃～30℃。而在瀝青熱再生加熱條件下，簡單攪拌后該溫拌劑即可穩定分散于瀝青混合料中，施工拌和溫度為120℃，該溫拌劑添加量為3%的基質瀝青，并進行瀝青路面現場熱再生施工，以此來驗證添加劑的性能。

2 路面材料及溫拌劑的選擇

2.1 路面材料要求

根據設計資料可知，某段路面集料以輝綠巖為主，運用的是SBS改性瀝青，在此條件下的再生級配關系如表1所示。此處瀝青再生劑選擇的是RA102型，以舊瀝青質量為基準，取該值的4%作為再生劑的用量標準。

表1 再生料的級配表

綜合表1內容和《公路瀝青路面再生技術規范》(JTG/T 5521—2019)，經過對比分析后得知再生混合料級配滿足要求。

2.2 溫拌劑的選擇

舊瀝青路面熱再生過程中，通過溫拌劑的作用有助于降低溫度，給施工作業提供良好的溫度環境。溫拌劑的可選形式有很多，主要類型如下。

1)礦物質。通常以沸石粉末為準，可改善瀝青發泡效果，形成的泡沫分布在集料間，可作為潤滑劑使用，從而保證混合料具有較好的流動性。

2)有機溶劑。通過合適的有機物可達到降低瀝青黏度的效果，保證瀝青具有良好的裹覆性，拌和溫度可降低至合理范圍內。

3)表面活性劑。部分化學物質具有表面活性功能，將其按照特定比例摻入混合料后，可以避免集料與瀝青表面摩擦過度的情況，隨著摩擦阻力的減小，集料拌和效果更佳。

4)泡沫瀝青。通過適量泡沫瀝青的作用，能夠降低混合料的稠度和拌和溫度，使其具有更良好的流動性表現。

溫拌劑的選擇需兼顧施工環境、再生混合料質量要求等多個方面，本次研究選擇兩種溫拌劑，以便用于對比分析：Sasobit有機溫拌劑，黏度(135℃)12 MPa·s，閃點293℃、熔點101℃；Evotherm溫拌劑，密度1.01 g/cm3、pH值7.2，沸點100℃。以舊瀝青質量為基準，各類溫拌劑用量均為該值的4%。

3 溫拌劑對瀝青混合料指標測試

3.1 關鍵指標測試

從施工現場取適量舊瀝青混合料，抽提出瀝青后分成三組，具體為瀝青+再生劑+Sasobit溫拌劑、瀝青+再生劑+Evotherm溫拌劑、瀝青+再生劑，分別對其展開試驗，所得結果如表2所示。

表2 瀝青組合指標測試結果統計表

結合表2內容展開分析，各組瀝青混合料的性能表現良好，均與公路瀝青路面相關規范相符，由于溫拌劑的作用，相應組別混合料的針入度較小，未摻入溫拌劑的較大，但并無明顯差異；在30℃試驗條件下，相比于摻入溫拌劑的再生劑組而言，存在Evotherm溫拌劑的組別在針入度方面有所減小，具體減小幅度為0.67 mm。各組在軟化點和延度方面的表現幾乎相同，雖然摻入溫拌劑的組別略有降低，但依然可滿足要求。

3.2 瀝青黏度測試

溫拌劑的顯著特點在于降低瀝青混合料的溫度，在此條件下保證混合料具有較低的黏度，以便給施工作業創造良好條件[1]。溫拌劑具有潤滑劑的作用，盡管瀝青混合料的整體溫度偏低，但其流動性依然良好，有助于保證壓實效果。因此，溫度是重要的變量，該值的變化將帶來瀝青混合料黏度的改變，具體內容見圖1。

圖1 運動黏度變化趨勢圖

結合圖1內容展開分析可知，溫拌劑的使用可以改善瀝青的高溫性能，在100℃的試驗條件下，相比于不添加組而言，摻入溫拌劑的組別所具有的黏度相對更低；隨著溫度的升高，當溫度為180℃的時候各組僅存在微小的差別，最大值僅有0.2 Pa·s；以100℃為臨界條件，溫度超過該值后Sasobit溫拌劑的應用效果更加良好，瀝青黏度更低。

3.3 路用性能測試

溫拌劑性能表現可通過路用性能來反映，具體需要考慮高(低)溫穩定性、水穩性等多個方面[2]。組織車轍試驗，通過此方式確定動穩定系數；組織小梁彎曲試驗，以明確溫拌劑的低溫性能。

確定試驗方案：從施工現場取適量舊瀝青混合料，按照30%新瀝青、4%再生劑、4%溫拌劑的比例摻入各類材料，從而得到摻入溫拌劑(2種)和未摻入溫拌劑的組別，共計3組，根據規范制作試件。

1)體積指標。檢測路用性能的必要前提在于確定混合料的體積指標，經過試驗后得知：各組的該項指標都滿足要求，其中以Sasobit溫拌劑組的表現更加良好，由于溫拌劑的加入，使混合料的飛散損失相對更小。

2)高溫性能測試。熱拌組溫度150℃、溫拌組120℃，分別使用車轍儀測量各組試件，對其展開穩定度對比分析。所得結果表明：通過溫拌劑的作用，在降低混合料成型溫度的同時有助于增強高溫熱穩定性，其中又以Sasobit溫拌劑組的表現更為良好，并且各組混合料的高溫穩定性都滿足要求。

3)低溫性能測試。從各組中選取試件，經過切割處理后得到彎曲試驗小梁，分別展開試驗。所得結果表明：各組混合料的低溫性能都可滿足要求，以熱拌組的表現更為良好。溫拌組的兩種混合料中，又以Sasobit溫拌劑的表現更佳。

4)水穩定性測試。水穩定性直接影響到混合料的使用效果，因此準確分析各組的水穩定性表現至關重要。試驗結果表明：各組混合料的水穩定性都可滿足要求，相比之下以Sasobit溫拌劑的表現最佳。

4 溫拌劑路面施工與質量檢測

通過上述試驗，本文認為4%的Sasobit溫拌劑在改善混合料性能方面最為可行，創造120℃的拌和溫度環境，在此條件下組織就地熱再生施工作業，并分析實際施工效果。試驗發生時間為初冬，現場溫度偏低。

4.1 具體施工流程

確定試驗段，依次完成該處路面的清理、加熱、銑刨作業，攪拌過程中摻入4%的Sasobit溫拌劑，期間溫度穩定在(120±5)℃，以實際情況為準合理調整再生劑和溫拌劑用量。

4.2 外觀與壓實度檢測

就地熱再生路面施工作業結束后，可以發現試驗路段表面較為平整，并不存在開裂、離析現象。從現場取樣并轉入實驗室內測定毛體積密度，再對其采取烘散處理措施，確定其最大理論相對密度后，以此為依據經計算后求得壓實度。結果表明：壓實度均值為95%，最低93%，最高98%，相比于規范中的92%而言更高，因此滿足要求。

4.3 滲水性檢測

通過采樣檢測的方式掌握施工路段的滲水性表現，從滲水系數測試結果來看，5個采樣點的實測結果集中在1～2 mL·min-1，平均值0.8 mL·min-1，完全滿足規范中“≤300 mL·min-1”的要求，因此，混合料滲水性方面的表現良好。

結合上述的試驗與分析，得知溫拌劑可確保再生混合料維持在較低的溫度狀態，同時改善其物理特性，路用性能表現更為良好，有助于提高施工質量。按照適當的比例摻入溫拌劑，再生后舊瀝青的性能得到顯著的改善，各項指標都可滿足要求。從室內路用性能試驗結果來看，各類溫拌劑組的瀝青混合料綜合性能都較為良好，其中又以Sasobit溫拌劑的應用效果最為顯著，可作為溫拌劑的首選形式。

5 結束語

本文從瀝青路面熱再生技術的基本特征為切入點，圍繞溫拌劑對于瀝青混合料性能的影響機制展開探討，認為摻入Sasobit溫拌劑的應用效果最佳。在路面熱再生技術應用過程中，由于運用到適量的溫拌劑，能夠在確保混合料性能的前提下使施工溫度有所下降，從而實現節能、減排的效果，值得被應用于瀝青路面就地熱再生施工中。

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