瀝青冷再生混合料路用性能研究

柳茵

（通遼市交通工程局，內蒙古 通遼028006）

我國在交通建設方面已經取得了較為明顯的成績，各級公路所實現的總里程數已經達到500 萬公里以上，其中的養護里程總數也在97%以上，需要進行大中規模養護處理的數量在12%以上。進行公路擴建項目期間，便會同步生產數量較多的瀝青混合物質廢料，如果不將其妥善處理，便會對環境及資源造成過度的浪費。目前我國已經實現回收的瀝青廢料數量達到2 億萬噸以上，需對上述物質進行科學的處理和再利用，這樣才能從根本上降低瀝青混凝料對環境形成的污染影響，此外再利用還可進一步減少對現有資源的浪費，全面體現出資源再利用的價值。重點研究以再生資源代替自然資源，能夠大幅降低人類發展對自然資源的消耗，以綠色理念全面促進資源的可持續發展。

我國再生瀝青技術研究已經取得了一定的進展，瀝青再生技術的應用范圍也不斷拓展。在對多種再生技術開展深化研究和實驗時，便可體現出就地的或者廠拌的冷熱再生技術的突出優勢，同時也面臨一定的技術問題。其中較為明顯的便是廠拌冷再生技術所能夠發揮出的優勢特征。上述技術類型可將RAP 在常溫狀態下進行作業，能夠合理解決由于反復加熱導致瀝青混合料出現老化的問題，因此能夠明顯提升回收廢料的使用效率，將經濟成本壓縮到更為理想的水平。此外與熱再生混合料類型相比，冷再生物料還有其他可研究的價值，其中在冷再生混合料中添加其他材料所產生的性能變化也具有較大的研究價值，同時對養生條件等也需加大研究力度。上述問題的可研究性更強，均可為混合料在力學強度等方面的研究提供基礎參考和支持。

表1 廢舊瀝青混合料粒徑組成

表2 老化瀝青的性能參數

對于研究成果較為理想的RAP 冷再生技術來說，普遍會運用乳化瀝青類型對廢舊原料實施冷再生技術，此外在物料中增加輔料再生劑等物質，如水泥等，該種冷再生技術能夠全面優化混合料的粘聚能力，提升路面結構的穩定性效果，對車轍等現象也能夠表現出更為理想的抵御能力，通過使用該技術可全面提升其使用性能，為使用者帶來更為滿意的體驗感。

1 原材料性能

1.1 RAP

所選擇的實驗對象為某項目中的實驗部分應用的RAP 原料，對該類型的原料進行篩選實驗，能夠總結出該材料的粒徑構成元素，具體的試驗結果數據見表1，通過運用抽提等實驗方式可對混合料中的老化瀝青進行系統測試，具體指標數據見表2。

1.2 添加集料

在瀝青混合料RAP 內，包含著不完整的粗集料，其在長時間的使用中經受外力荷載的反復碾壓，該粗集料已經難以達到原本的設計標準。此外在針對回收物料進行破碎等操作時，粗集料勢必會受到磨損，因此為了確保混合料在結構方面的性能標準，便需在其中添加一定的新料，促使其強度等性能達到標準要求。實驗所添加的物料類型為石灰巖集料，其顆粒的直徑在10mm～20mm 范圍內。

冷再生物料所使用的原料為石灰巖細粉末，因此對其采取處理措施時便需保證環境的清潔，在混合料成型后將礦粉填入到細縫中，同時將瀝青膠結料和石料進行粘牢。冷再生的混合物質需將水作為潤滑劑，使用生活用水即可。在開展混合料的實驗期間，還需添加P.O 42.5 硅酸鹽水泥，提升混合料自身的活性，科學設置水泥混入量，充分發揮再生混合料的乳化作用，水泥在硬化后也能夠大幅提升自身的密度和強度指標。加入水泥物質還可進一步優化瀝青與水泥混合物的粘性指標，全面提升乳化瀝青在力學等方面的性能。

1.3 乳化瀝青

在冷再生混合物質中添加乳化瀝青，可傾向于使用慢裂型，同時結合項目實施區域高溫氣候特征，運用對高溫環境具有較高適應性的瀝青或者成品乳化原料。本文在選擇實驗原料時，全面考慮行管的性能研究標準和項目經驗，確定使用SS 型乳化瀝青，該種類型的原料具有更高的穩定性特征，在冷再生環境下，其所能夠實現的破乳速度和粘性參數均可迎合區域的氣候特征，在冷再生混合物質路用性能測試等方面具有更高的適用習慣特征，具體的乳化瀝青技術參數如表3 所示。

2 再生混合料配合比設計

2.1 混合料級配設計

在實施實驗研究期間，需保證混合料的設計級配能夠達到標準要求。同時借鑒工程實踐中的級配，具體如圖1。從圖1 中所示的范圍可見，該實驗設計級配可全面達到行業規范和工程的具體需求。

2.2 混合料成型方案

依據當前國內外實施的冷再生實驗研究成果及總結的經驗，本文著重對RAP 冷再生混合料實施兩次擊實的手段完成定型處理，該種方式能夠充分迎合混合料的實際工作狀態，首次擊實均可實現對混合料的初次壓實，再次擊實便可實現RAP 上層熱料的壓實處理。結合所總結的工程經驗能夠判定實驗所獲得的孔隙率等指標，本文開展的馬歇爾試件的成型實驗便使用首次雙面各100 次擊實處理，常溫2d 后再進行雙面擊實50 次，從而達到預期的實驗效果。

3 外加劑最佳摻量分析

3.1 最佳液體含量

液體含量主要由拌合期間、乳化瀝青中以及礦料內的水三部分構成，若想達到理想的液體含量標準，便需結合不同的含量再生混合料所具有的含水率等指標進行測定及具體分析。因此技術人員便可結合確定的乳化瀝青及水泥的添加量，將礦料組分進行烘干處理，此后分析不同含水率對水量和混合料密度變化的影響。具體實驗數據可參照圖2。

圖2 不同含水率時再生混合料試件密度結果

從上圖數據可知，混合料試件所具有的含水率不斷提升，其干密度指標也會隨之產生先高后低的情況，當含水率達到5.5%時，混合料的干密度值便達到最大。可見實驗所能夠達到的最佳液體含量為5.5%，此時混合料的干密度值可達2.207g/cm3。

3.2 最佳乳化瀝青用量

RAP 混合料的瀝青摻量一般需結合具體的實驗手段和工程需求來確定，行業內并未形成標準的規定。在對瀝青公路進行運用時，部分情況下可通過對不同摻量的混合料進行密度對比來確定適當的摻量，部分情況可通過控制混合料的孔隙率指標實施，確定馬歇爾試件的最佳強度指標最終確定適合的瀝青摻量值。與熱拌瀝青混合物相比，冷再生瀝青混合物質的孔隙率明顯增高。本文所作出的實驗便是借助固體液體含量等指標，對乳化瀝青摻量進行測定，最終計算出其強度指標，從而能夠得到最為理想的乳化瀝青使用量，具體的實驗數據如圖3 所示。

圖3 空隙率和強度指標隨乳化瀝青摻量變化

從上圖可知，乳化瀝青的具體摻量與混合料的孔隙率及強度具有直接關聯關系，其摻量越高，冷再生混合料所具有的孔隙率越低。直到達到最低值，此后再逐漸升高。15℃劈裂強度在乳化瀝青摻量提升后，其表現為先升后降的變化規律，從數據可見，乳化瀝青最為理想的摻量應為3.4%，此時混合料的孔隙率和強度指標均可達到較為理想的水平。

3.3 最佳水泥用量

RAP 再生瀝青的強度與加入其中的水泥量具有直接的關聯關系，為了確定最為適合的水泥用量指標，向工程項目實施提供數據參考，便需在不同水泥用量下，對再生瀝青的混合料進行相關指標的測試和分析。在對水泥用量進行確定期間，需結合上述實驗程序，使用最適合的液體含量和乳化劑產量，基于改變水泥產量的形式對孔隙率和強度指標進行分別測試，總結其變化的規律，將水泥摻量控制在適當范圍。結合相關的實驗經驗可知，本實驗所設定的水泥摻量應低于2%，實施混合料成型的方式可依據2.2 章節所闡述的方法，同時對摻雜水泥后的試件實施7d 常溫靜置處理，具體實驗所獲得的結果如圖4 記錄。

圖4 最佳水泥用量的確定

由上圖數據可見，當水泥摻量達到1.5%時，RAP 冷再生混合物的孔隙率指標能夠達到最優狀態，如果水泥摻量在1.5%以上，則空隙率指標反而會增長，在摻量達到2%時，對應的孔隙率會變成9.5%。針對劈裂強度指標的變化情況進行分析，如果水泥的摻量較低，則可在一定程度上提升冷再生混合料的強度指標。摻入量在0.5%時，混合料的劈裂強度指標可達到0.4Mpa。劈裂強度與水泥用量呈正相關關系，當摻量達到1.5%，對應的劈裂強度指標為0.52Mpa，摻量在2%的劈裂強度為0.54Mpa。從上圖可見，水泥摻量在1.5%以內時，水泥摻入量會大幅影響混合料的強度指標，而水泥摻量達到一定值后，對混合料的強度指標影響不再明顯。全面衡量空隙率和劈裂強度等指標，確定水泥最為理想的摻入量應為1.5%，此時混合料的強度性能能夠達到較為理想的狀態。

表4 RAP 混合料路用性能指標

3.4 冷再生混合料路用性能

依據上述實驗步驟和結果進行分析，能夠確定最為理想的液體含量和瀝青摻量指標，從而得出水泥用量和設計級配的最佳標準，在對馬歇爾試件進行壓實處理時，可依據行業標準的實驗手段對試件的各類性能指標進行測試。經過實驗驗證，RAP冷再生混合料所具有的毛體積密度可達2.253g/cm3，對應的孔隙率指標為9.4%，能夠達到9%～12%的標準。對混合料的劈裂強度實施測試，混合料在15℃狀態下所達到的劈裂強度為0.53MPa，已經高出行業標準范圍。

針對已經成型的馬歇爾試件開展穩定度及抗拉強度等指標進行測定時，可運用三組平行的試件開展實驗，依據三個結果計算出平均值，從而得出混合料路用性能的參數數據。具體如表4 所示。

結合上圖的數據可知，在本文的實驗環境中，冷再生混合料所具有的路用性能均可達到再生瀝青混合料的標準要求，可見上述方法在實施冷再生混合料施工時可全面迎合項目建設的具體標準要求，從而保證再生瀝青具有更為理想的使用效果，可在相應的地區廣泛使用。

4 結論

本文依據項目實施區域的高溫特征，結合地區內使用的廠拌RAP 冷再生混合料所具有的具體性能和參數信息，具體設計混合料的級配。針對已經成型的馬歇爾試件開展測試，重點分析其孔隙率及強度等指標參數，以此確定混合料最為理想的液體含量應為5.5%，理想的瀝青摻量應達到3.4%，水泥用量需設置為1.5%。基于對實際工程碾壓進行兩次模擬實驗，獲得相應的混合料試件，并進一步針對其路用性指標進行測試，通過結果可知，混合料技術的各項路用指標均可達到理想狀態，能夠盡量接近行業技術的標準要求，并具有較高的應用性功能，能夠對在高溫區域內實施冷再生混合料的應用提供有益的借鑒，全面促進該領域路用性能的深化研究，為實際項目的實施提供扎實的理論指導。