江成云

【摘 要】本文結合工程實例簡述了瀝青混凝土路面就地熱再生混合料配合比設計

【關鍵詞】瀝青混凝土路面；就地熱再生；混合料；設計

前言

隨著我區(qū)經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，寧夏境內(nèi)的G6線（京藏高速）、G20線（青銀高速）在建成通車7-8年后，瀝青路面在自然、荷載等因素的作用下，逐漸出現(xiàn)了大量的路面病害，尤其以路面車轍為主。2007年以前，處治路面車轍的主要方法是把路面病害按照一定的深度進行銑刨，廢舊瀝青混合料徹底清除后，重新用新瀝青混合料進行鋪筑。因為廢舊瀝青混合料沒有有效利用，多年來廢棄的瀝青混合料都堆放在沿線的各養(yǎng)護作業(yè)站，一方面造成養(yǎng)護資源的浪費，另一方面對環(huán)境污染也很嚴重。2008為了配合交通運輸部“材料節(jié)約與循環(huán)利用專項行動計劃”，寧夏公路管理局進行了多方面的考察和調(diào)研，引進了瀝青路面就地熱再生技術并在高速公路路面養(yǎng)護中大力推廣應用，截止“十一五”末，共采用就地熱再生技術修復高速公路路面168.39萬平方米，經(jīng)過3年跟蹤觀測，使用效果良好。根據(jù)筆者多年經(jīng)驗，認為推廣應用瀝青路面就地熱再生技術，關鍵在再生后瀝青混合料配合比設計，以下結合G6線（京藏高速）K1078+053-K1283+000段就地熱再生施工為例，淺談瀝青路面就地熱再生混合料配合比設計，僅供參考。

一、瀝青路面就地熱再生混合料配合比設計思路

經(jīng)過多年使用的舊瀝青路面內(nèi)部會有骨料級配改變和瀝青老化兩種主要變化，因此就地熱再生瀝青混合料的配合比設計應分四個步驟進行：一是對瀝青路面進行實地勘察對瀝青路面的變形（車轍、擁包、波浪、沉陷）病害調(diào)查；路面抗滑性能調(diào)查；強度調(diào)查；損壞（錯臺、網(wǎng)裂、松散、過度磨損等）病害調(diào)查。根據(jù)實地勘察結果，對照高等級公路就地熱再生標準，選定就地熱再生施工方案。二是對舊瀝青路面鉆取芯樣，利用芯樣和實驗室檢測設備，對瀝青混合料的級配及油石比進行檢驗；三是對舊瀝青檢驗及添加劑后瀝青的檢驗；四是再生瀝青混合料的設計。

再生混合料配合比設計的重要性，在于它是再生路面使用性能的保證條件之一。舊瀝青路面經(jīng)過多年行車碾壓，在荷載作用和自然因素作用下，瀝青混合料的骨料顆粒受到反復搓磨甚至壓碎，導致瀝青混合料級配變化，或多或小偏離規(guī)范要求，應通過對舊瀝青路面提前進行路面調(diào)查，檢驗車轍深度，路面裂痕等病害，進行取有代表性芯樣進行室內(nèi)抽提試驗檢測瀝青用量和瀝青混合料級配，進行數(shù)據(jù)分析計算新瀝青混合料與舊瀝青混合料的合成級配。此舉也有助于路面的耐久性和耐熱性的提高。

老化的瀝青路面表現(xiàn)為表面脆化，容易出現(xiàn)裂紋、松散、車轍等病害。瀝青路面的老化主要是指瀝青的老化的化學變化，主要表現(xiàn)為油分減少、瀝青質(zhì)增加、膠質(zhì)增加，通過對舊瀝青路面進行阿布森法回收瀝青方法進行試驗，通過相應的常規(guī)性能指標檢驗，針入度減小、軟化點升高、延度降低等等，與新瀝青相差甚遠。

隨著新骨料的添加和舊瀝青的老化，需要通過配合比設計，根據(jù)合成級配適當添加新瀝青和再生劑來改善混合料類型。即根據(jù)再生劑廠家提供的經(jīng)驗，試驗室進行摻配和試驗結果，將再生劉與老的瀝青按一定比例進行混合，以恢復已老化瀝青的各種性能。

二、瀝青路面就地熱再生混合料配合比設計

1.路面舊料抽提回收試驗

施工路段路面舊瀝青混合料抽提回收試驗結果見表1、表2。經(jīng)過試驗檢測測得原路面瀝青含量平均值為4.64%、4.75%。

由試驗結果可知：原路面施工時實際采用的是SAC-13型級配，混合料礦料級配中0.075mm篩孔通過率不符合規(guī)范要求，表明混合料的級配出現(xiàn)了一定程度的細化，且基本在SAC-13的規(guī)范要求之內(nèi)。同時可以看出原路面瀝青針入度降低、延度下降、軟化點增大，說明瀝青老化現(xiàn)象比較嚴重。

2.原材料的添加與再生混合料類型的選擇。

本次配合比設計時，為了提高再生混合料的抗車轍變形能力，添加了S9（10～20mm碎石）、S12（5～10 mm碎石）、S14（3～5mm碎石）三種新集料以改善原有路面的礦料級配，再生后的瀝青混合料級配類型定為AC-16C型。

3.再生瀝青標號的選擇。

由于再生瀝青混合料的品質(zhì)要求與普通瀝青混合料的要求基本一致，故對再生瀝青標號的選擇一般與普通瀝青路面對瀝青標號的選擇基本一樣。本次就地熱再生工程所在地寧夏地區(qū)夏天熱，冬天冷，氣候干旱，屬2-2-4氣候分區(qū)，高速、一級公路新修瀝青路面一般選擇90號A級瀝青。熱再生施工時新瀝青混合料選擇90號A級新瀝青進行拌和。

4.再生劑用量確定

按照《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》就地熱再生混合料配合比設計方法C.4.1要求：再生瀝青標號的設計目標是使其接近新路面上的瀝青標號，由于需要考慮拌和和攤鋪過程的瀝青老化，再生瀝青的標號要比同一地區(qū)經(jīng)常使用的新瀝青標號低。因此，本次舊路面瀝青再生指標再生到新瀝青經(jīng)拌和運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場但未攤鋪時新瀝青老化后的指標即可。

從實踐效果看，瀝青再生劑的添加量應該是以新瀝青混合料運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后但未攤鋪前的瀝青指標為目標確定再生劑的添加量，更為符合實際情況。因此，本次再生劑的添加量按此考慮。

本次熱再生工程中再生劑摻量通過瀝青三大指標常規(guī)試驗確定再生瀝青標號確定為70號A級瀝青。試驗結果見表3

5.新料摻配率

經(jīng)過對舊路面調(diào)查，發(fā)現(xiàn)瀝青含量較大，再加之路面車轍深，通過施工試驗路段，新料的添加量約在20%～30%之間波動，設計新料的邊界也按此控制。施工時也控制在此范圍。理論上，影響級配的最大誤差為0.5%，經(jīng)試拌試鋪，25%新料添加量較優(yōu)，故確定新料添加量為25%。

6. 礦質(zhì)集料合成級配的設計

（詳見表4）

7.新料瀝青用量確定

新料分別在瀝青用量為3.5%、3.0%、2.5%、2.0%、1.5%、1.0%下拌和，經(jīng)目測，瀝青含量為1.5%～3.5%時，拌和料基本沒有花白料，瀝青膜厚度適宜。在新料：舊料=25%：75%拭配時初步估算其瀝青用量為2.5%，其最終新料瀝青用量根據(jù)再生瀝青混合料的最佳瀝青用量來確定?，F(xiàn)場施工前根據(jù)施工路段車轍深度推算新料加量，再根據(jù)新料加量確定舊料的用量后根據(jù)舊料的實測瀝青用量，再生劑的用量反算新料的瀝青用量。

8.再生混合料的最佳初始瀝青用量的確定

（1）由于再生混合料舊料發(fā)生磨圓、細化等變化，導致集料棱角性降低，礦質(zhì)混合料間隙率減小，加之馬歇爾試驗確定的油石比相對又較大，容易出現(xiàn)瀝青過飽和情況的發(fā)生。因此，此次設計采用旋轉壓實儀法確定瀝青混合料的瀝青用量，并將空隙率設計為4.0%，新混合料的瀝青含量控制在2.5%，級配為AC-16C型的混合料。

再生瀝青混合料采用旋轉壓實儀成型試件，旋轉壓實儀設定的單位壓力為0.6MPa。根據(jù)高速公路預計交通量數(shù)據(jù)，選擇壓實次數(shù)N最初=9次，N設計=125次，N最大=205次。依據(jù)Superpave設計標準，在同條件下成型試件時，將旋轉壓實次數(shù)設定在N設計=125次。瀝青混合料體積性質(zhì)見表5。

依據(jù)《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTG F40-2004），試驗段再生瀝青混合料的馬歇爾試驗結果見表6、高溫穩(wěn)定性能的試驗結果見表7。

根據(jù)試驗結果可以看出試驗數(shù)據(jù)滿足技術標準。

三、瀝青混合料配合比設計結論

根據(jù)所用的集料、瀝青等原材料，按照規(guī)范設計標準進行室內(nèi)配合比設計，得到的最佳瀝青用量為4.0%。瀝青混合料的體積指標符合設計要求，本配合比設計可作為生產(chǎn)配合比依據(jù)。

參考文獻：

[1]《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTG F40-2004）；

[2]《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTG E42-2005）；

[3]《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E40-2011）；

[4]《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》（JTG F41-2008）；

[5]《公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范》（JTJ073.2-2001）；

[6]《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG E60-2008）；

[7]《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTG D50-2006）；

[8]《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）；

[9]《寧夏高速公路瀝青路面施工指南》。