廠拌熱再生瀝青路面性能研究

狄金海

（懷來縣交通運(yùn)輸局公路管理站，河北懷來 075400）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，路面車輛荷載逐漸增加，在車輛荷載作用下瀝青路面通常出現(xiàn)車轍、泛油、擁包等病害，影響路面使用性能，為路面結(jié)構(gòu)種下安全隱患。 為了解決路面養(yǎng)護(hù)問題，眾多學(xué)者對(duì)廢舊瀝青（RAP）進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明，采用再生瀝青混合料進(jìn)行施工養(yǎng)護(hù)時(shí)， 在保證路面使用性能的同時(shí)節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境[1-3]。 故本文對(duì)廠拌熱再生瀝青混合料的原材料、級(jí)配、高低溫性能進(jìn)行研究，為我國(guó)道路養(yǎng)護(hù)提供建議性指導(dǎo)。

2 工程概況

某公路工程，項(xiàng)目里程為K242+000～K292+000，路線總體走向自西向東，采用雙向四車道，路基寬24 m，路面寬8 m，設(shè)計(jì)車速為80 km/h，最高填挖為5.3 m，最低填挖為3.1 m。原路面在高溫及車輛荷載下出現(xiàn)車轍等病害，經(jīng)過考察后，在不影響交通的情況下，采用廠拌熱再生技術(shù)進(jìn)行施工。

3 原材料性能

新瀝青：本文采用90#號(hào)基質(zhì)瀝青，依據(jù)JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》 對(duì)90#基質(zhì)瀝青進(jìn)行技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果表明，所選新瀝青滿足施工技術(shù)要求。

集料：本文按照J(rèn)TG E42—2005《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》對(duì)集料性能檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果表明，所選集料滿足施工技術(shù)要求。

填料： 在瀝青混合料中起填充作用的粒徑小于0.075 mm的礦物質(zhì)粉末，本文所用到的填料有石灰?guī)r礦粉，礦粉性能和質(zhì)量技術(shù)要求及檢測(cè)結(jié)果見表1，試驗(yàn)結(jié)果滿足規(guī)范要求。

表1 礦粉質(zhì)量檢測(cè)

再生劑：本文對(duì)所選用的再生劑（RA-25）進(jìn)行60 ℃黏度、閃點(diǎn)等指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2，且各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

表2 再生劑技術(shù)指標(biāo)

4 廠拌熱再生瀝青混合料合成級(jí)配設(shè)計(jì)

本文對(duì)不同RAP 摻量下熱再生瀝青混合料級(jí)配進(jìn)行研究，研究結(jié)果見表3、圖1。

圖1 不同RAP 摻量合成級(jí)配曲線圖

表3 不同級(jí)配篩分結(jié)果表

由表3 和圖1 可知，當(dāng)RAP 摻量為30%、40%、60%時(shí)，所得到的合成級(jí)配曲線差異很小， 所有級(jí)配曲線都在級(jí)配上限和級(jí)配下限之間，且均趨近與級(jí)配中值。

5 路用性能及施工工藝研究

5.1 高溫穩(wěn)定性

高溫穩(wěn)定性是瀝青混合料在高溫下及車輛荷載反復(fù)作用下抵抗永久變形的能力。 本文通過車轍試驗(yàn)來研究瀝青混合料高溫性能，以動(dòng)穩(wěn)定度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算公式如式1 所示。本文制作30%、40%、50%摻配率不同的試件，研究不同摻量下熱再生高溫穩(wěn)定性路用性能，通過車轍試驗(yàn)進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果見表4 及圖2[4]。

圖2 車轍試驗(yàn)圖

表4 車轍試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

式中，DS 為動(dòng)穩(wěn)定度， 次/mm；d1為對(duì)應(yīng)時(shí)間t1的變形量，mm；d2為對(duì)應(yīng)時(shí)間t2的變形量，mm；N為試件輪碾速度，取42 次/min；C1為試驗(yàn)機(jī)型系數(shù)， 曲柄連桿驅(qū)動(dòng)加載輪往返運(yùn)動(dòng)方式為1.0；C2為試件系數(shù)， 試驗(yàn)室制備寬300 mm 的試件為1.0。

由上述可知，當(dāng)RAP 摻量為30%時(shí)，車轍試件平均動(dòng)穩(wěn)定度為1 302 次/mm；當(dāng)RAP 摻量為40%時(shí)，車轍試件平均動(dòng)穩(wěn)定度為1 743 次/mm；當(dāng)RAP 摻量為50%時(shí)，車轍試件平均動(dòng)穩(wěn)定度為2 350 次/mm。由此數(shù)據(jù)可知，隨著RAP 摻量增加瀝青混混合料高溫性能逐漸增加，RAP 摻量由30%增加至50%，試件動(dòng)穩(wěn)定度增比為80.5%，說明廠拌熱再生技術(shù)可應(yīng)用路面養(yǎng)護(hù)工程中。

5.2 低溫性性能

低溫性能是指瀝青路面在低溫情況下出現(xiàn)瀝青路面的溫縮變形，瀝青路面低溫性能通常以小梁彎曲試驗(yàn)進(jìn)行研究，以抗彎拉強(qiáng)度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。 本文對(duì)不同摻量的RAP 混合料進(jìn)行小梁彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5 及圖3。

圖3 小梁彎曲試驗(yàn)圖

表5 小梁彎曲試驗(yàn)表

由表5 和圖3 可知，當(dāng)RAP 摻量為30%時(shí)，瀝青混合料試件平均破壞應(yīng)變?yōu)? 945；當(dāng)RAP 摻量為40%時(shí)，瀝青混合料試件平均破壞應(yīng)變?yōu)?305；當(dāng)RAP 摻量為50%時(shí)，瀝青混合料試件平均破壞應(yīng)變?yōu)? 140；隨著RAP 摻量增加，破壞應(yīng)變先增加后降低，在40%摻量時(shí)最高，說明瀝青混合料低溫抗裂性能在RAP 摻量40%時(shí)低溫性能最佳。

5.3 施工工藝

1）施工前準(zhǔn)備。 清理道路上所有影響施工的不利因素，對(duì)施工路段進(jìn)行交通管制， 禁止所有非施工車輛在工作面上作業(yè)。 確定材料運(yùn)輸車的行駛路線，選擇距離相對(duì)較短、路況較好的安全暢通道路。

2）拌和。 攪拌設(shè)備必須準(zhǔn)確控制各種材料的數(shù)量，以確保配料準(zhǔn)確，攪拌設(shè)備具有完整有效的配料和計(jì)量功能。 筒倉頂部安裝有相應(yīng)的篩子，以清除超大石塊和雜物，并在輸送帶上增加蓋子，以控制水分損失[5]。

3）攤鋪。 攤鋪時(shí)，確保攤鋪車輛臨時(shí)工連續(xù)、均勻，攤鋪速度控制在1～3 m/min。未完成攤鋪時(shí)，路面封閉，行人和車輛不得通行。

4）混合料壓實(shí)。 應(yīng)控制熱循環(huán)混合物的壓實(shí)溫度。 通常，初始?jí)簩?shí)溫度應(yīng)控制在125 ℃以上，且不應(yīng)發(fā)生移位或開裂。再壓制次數(shù)優(yōu)選為4～6 次， 當(dāng)混合物的壓實(shí)度達(dá)到96%以上時(shí)為合格。 在壓制階段，應(yīng)設(shè)置專人測(cè)試表面層的平整度并測(cè)量混合物的溫度。

6 結(jié)語

廠拌熱再生瀝青混合料最近幾年常用在公路養(yǎng)護(hù)施工中，與基質(zhì)瀝青混合料相比較，在摻加適量RAP 時(shí)可以擁有更好高溫性能、低溫性能，且可保護(hù)環(huán)境，這是道路養(yǎng)護(hù)及施工的發(fā)展趨勢(shì)。 本文結(jié)合實(shí)際工程對(duì)熱再生瀝青混合料配合比及路用性能研究，所得結(jié)論如下：

1）通過對(duì)廠拌熱再生瀝青混合料原材料進(jìn)行物理試驗(yàn)，得出本文所選的瀝青、水泥、粗、細(xì)集料及改性劑均滿足施工規(guī)范，可用于道路建設(shè)中；

2）通過高溫車轍試驗(yàn)得出，隨著RAP 摻量增加，再生瀝青混合料高溫性能逐漸增大；

3）通過小梁彎曲試驗(yàn)得出，隨著RAP 摻量增加，再生瀝青混合料低溫性能，先增大后減小，在RAP 摻量為40%時(shí)，低溫性能最佳。