舊路銑刨材料在瀝青路面加鋪層中的應(yīng)用試驗(yàn)

張瑩 秦圓賀 李懷健 許斌

（1.河北雄安京德高速公路有限公司，河北 石家莊 050000；2.中路高科（北京）公路技術(shù)有限公司，北京 100000）

一、引言

我國道路發(fā)展已經(jīng)從大建設(shè)階段過渡到養(yǎng)護(hù)階段，而舊路銑刨作為路面養(yǎng)護(hù)的常用手段之一，其過程中會(huì)產(chǎn)生大量舊料。如果不能合理利用，則會(huì)造成大規(guī)模的浪費(fèi)。

瀝青路面的銑刨材料一般指，舊瀝青路面面層銑刨后回收的舊集料，其表面往往會(huì)有部分瀝青殘留物。根據(jù)美國新澤西州環(huán)境保護(hù)部的定義，瀝青銑刨材料通常指銑刨機(jī)研磨瀝青混凝土表面產(chǎn)生的細(xì)小顆粒，其大小尺寸一般在灰塵到小于1英寸（約合2.54厘米）之間。銑刨材料可用作再生瀝青路面熱拌或冷拌時(shí)，骨料的替代品，作為顆?；鶎踊虻谆鶎?、穩(wěn)定基層的骨料，或路堤填料。

但是，目前絕大部分的銑刨材料并未發(fā)揮出其最大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在路面施工工程中使用銑刨材料具有成本效益、可持續(xù)性和環(huán)境友好性等優(yōu)點(diǎn)。雖然完全使用銑刨材料作為骨料會(huì)有一些缺點(diǎn)，例如承載能力較低，但是部分研究人員仍然試圖通過使用瀝青、水泥或其他黏結(jié)材料來提高路面的服役性能，并將其用于路面養(yǎng)護(hù)工作中。

加鋪層一般指厚度小于4厘米的非結(jié)構(gòu)性養(yǎng)護(hù)層，通常鋪設(shè)在舊路面上。其材料通常采用熱拌瀝青（HMA）或溫拌瀝青。本文試驗(yàn)的主要目標(biāo)是分析銑刨材料在路面養(yǎng)護(hù)中用作舊路加鋪層的適用性，以及在不同應(yīng)用情況下乳化瀝青的用量。

本文以粗銑刨材料和細(xì)銑刨材料為試驗(yàn)對(duì)象，對(duì)比不含任何乳化瀝青的粗銑刨材料與含有1%乳化瀝青的粗銑刨材料的性能。試驗(yàn)結(jié)果顯示，不含任何乳化瀝青的粗銑刨材料內(nèi)部沒有足夠的內(nèi)聚力。相反，含有1%乳化瀝青的粗銑刨材料表現(xiàn)出了更好的內(nèi)聚力和完整性。

通過試驗(yàn)，對(duì)比含1%乳化瀝青的細(xì)銑刨材料與含有2%乳化瀝青的細(xì)銑刨材料的性能，結(jié)果顯示，與1%乳化瀝青的細(xì)銑刨材料相比，使用2%乳化瀝青的細(xì)銑刨材料的黏聚力效果更好。

綜上所述，如果在混合料中使用了乳化瀝青，則銑刨材料只能用作薄層覆蓋。

二、銑刨材料

銑刨材料均從現(xiàn)場回收，并把回收的銑刨材料與不同比例的HFE300乳化瀝青混合，通過試驗(yàn)確定乳化瀝青的最小用量。較粗的銑刨材料的篩孔通過率如表1所示。

表1 粗銑刨材料的級(jí)配范圍

粗銑刨材料和細(xì)銑刨材料的堆放狀態(tài)如圖1所示，細(xì)銑刨材料的最大粒徑為不超過4.75毫米。通過近距離觀測可知，這兩種銑刨材料的表觀顏色均為深色，這表明顆粒表層含有一定量的瀝青黏結(jié)劑。而與粗顆粒相比，細(xì)顆粒含有更多的瀝青黏結(jié)劑。

圖1 銑刨材料料堆

三、銑刨材料作為舊路加鋪層材料的應(yīng)用試驗(yàn)

（一）不添加任何黏結(jié)劑的粗銑刨材料用作加鋪層

由于每種銑刨材料的顆粒上都含有一定量的殘留瀝青，因此僅使用銑刨材料作為填料，觀察其是否可以在不添加任何額外瀝青或黏結(jié)劑的情況下，用作舊路面的加鋪層。

首先，把銑刨材料加熱到170攝氏度左右并充分拌和，然后把加熱并拌和均勻的銑刨材料在不添加任何瀝青或黏結(jié)劑的情況下攤鋪并壓實(shí)。通過現(xiàn)場觀測可知，銑刨材料之間沒有任何黏結(jié)性。這說明銑刨材料表面殘留的瀝青不足以把銑刨材料有效黏結(jié)在一起，即需要在銑刨材料里添加一定量的瀝青或黏結(jié)劑，以保證其顆粒間相互黏結(jié)并形成整體。因此，不添加任何黏合劑的銑刨材料不能在現(xiàn)場用作舊路加鋪層。

（二）添加1%乳化瀝青的粗銑刨材料用作加鋪層

由于未添加黏合劑的銑刨材料未顯示出任何黏結(jié)性，因此向銑刨材料中添加1%乳化瀝青，即把銑刨材料加熱至170攝氏度，然后把加熱后的乳化瀝青加入混合料中拌和均勻，拌和均勻后的銑刨材料混合料如圖2所示，混合料顆粒間存在一定的黏結(jié)性。

圖2 添加1%乳化瀝青的銑刨材料

在初步研究銑刨材料顆粒間的黏結(jié)性后，選擇一條舊路，并采用銑刨材料為其鋪筑加鋪層。

首先在舊路面上噴涂一薄層CSS-1H乳化瀝青作為黏結(jié)層，噴涂前后的路面狀態(tài)如圖3所示。

圖3 舊路面噴涂黏結(jié)層前后的對(duì)比

現(xiàn)場加熱并充分拌和并添加1%乳化瀝青的銑刨材料后，立即在攤鋪溫度不低于150攝氏度的條件下完成攤鋪。之后，使用15噸充氣輪胎壓路機(jī)壓實(shí)兩遍，再使用3噸鋼壓路機(jī)壓實(shí)一遍，覆蓋層厚度約為6厘米，壓實(shí)后的舊路加鋪層如圖4所示。

圖4 壓實(shí)后的舊路加鋪層

（三）細(xì)銑刨材料用作薄加鋪層

首先，在加熱并拌和均勻的細(xì)銑刨材料中添加1%的乳化瀝青，之后把混合料作為薄加鋪層攤鋪在舊路上并壓實(shí)。觀察可知，采用細(xì)銑刨材料鋪筑加鋪層的路面，其顆粒間的黏結(jié)性不好，加鋪層表面可見大量裂紋，如圖5（a）所示。這是由于細(xì)銑刨材料相比于粗銑刨材料具有更大的表面積，因此需要添加更多的乳化瀝青。

其次，調(diào)整試驗(yàn)方案，把2%的乳化瀝青添加至細(xì)銑刨材料中，并重復(fù)上述試驗(yàn)。觀察可知，舊路加鋪層表面沒有任何肉眼可見的裂縫，如圖5（b）所示。兩次加鋪層厚度均控制在4厘米左右。

圖5 細(xì)銑刨材料加鋪層

四、結(jié)語

通過實(shí)際工程案例研究可以得到相關(guān)結(jié)論。

在實(shí)際工程中可以把細(xì)銑刨材料和粗銑刨材料混合在一起，用作舊路加鋪層；銑刨材料上原有的殘留瀝青不足以使顆粒間形成黏結(jié)性，因此需要添加一定量的瀝青或黏結(jié)劑；粗銑刨材料添加1%的乳化瀝青便可以形成良好的黏結(jié)性，而細(xì)銑刨材料則需要添加2%的乳化瀝青才能達(dá)到同樣的效果，因此細(xì)銑刨材料所需的黏結(jié)劑多于粗銑刨材料；在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)銑刨材料的顆粒類型優(yōu)選黏結(jié)劑的類型和用量。