程 菓

(重慶交通大學(xué)，重慶 400074)

溫拌再生瀝青混合料路用性能試驗(yàn)研究

程 菓

(重慶交通大學(xué)，重慶 400074)

對(duì)廢舊瀝青混合料進(jìn)行了溫拌再生利用，以Sasobit溫拌劑作為外添劑，舊料的摻入量分別取0%、10%、30%、50%，進(jìn)行了溫拌再生混合料的路用性能試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)溫拌劑的摻量取3%時(shí)，其馬歇爾指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，但當(dāng)舊料替代量為50%時(shí)，其空隙率接近規(guī)范極限值，因此，建議取舊料的替代量為50%以下；溫拌再生瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度隨著舊料替代量增加而出現(xiàn)增長，具有良好的高溫穩(wěn)定性；舊料的摻入較大程度降低了其低溫抗裂性能，摻入量越大，其值降低幅度越大，對(duì)舊路摻量應(yīng)精算控制。

溫拌再生瀝青混合料；路用性能；室內(nèi)試驗(yàn)

1 室內(nèi)試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

(1)溫拌劑： Sasobit溫拌劑是高熔點(diǎn)的聚烯烴類有機(jī)物，其相關(guān)性能如表1所示。

表1 Sasobit溫拌劑性能指標(biāo)

(2)瀝青：采用殼牌90#石油瀝青，按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其檢測，相關(guān)性能如表2。

表2 瀝青的性能指標(biāo)

(3)新舊集料：新集料種類選擇玄武巖，礦粉選用石灰?guī)r，相關(guān)性能指標(biāo)如表3所示。舊料來源于某公路整修工程，篩分后按不同的粒徑添入新料中以滿足級(jí)配要求。

表3 集料的物理性質(zhì)指標(biāo)

1.2 配合比設(shè)計(jì)

(1)礦料級(jí)配

級(jí)配類型選擇AC-16型，其配合比與瀝青用量的確定采用熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)確定，設(shè)計(jì)級(jí)配如表4所示。

表4 瀝青混合料設(shè)計(jì)級(jí)配組成(AC-16)

(2)最佳油石比確定

Sasobit溫拌劑的最佳摻入量取3%，參照相關(guān)規(guī)范，按熱拌瀝青混合料的類型確定最佳油石比，其中集料全部采用新集料，以AC-16型配合比類型制備試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)可得最佳油石比為4.5%，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表5所示。之后試驗(yàn)中溫拌再生瀝青混合料的油石比均取4.5%。

表5 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果(AC-16)

1.3 試驗(yàn)方案

分別取廢舊料的替代量為0%、10%、30%、50%，溫拌劑摻入量為3%，油石比取4.5%，按AC-16級(jí)配類型制備再生瀝青混合料試件。參照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、小梁彎曲試驗(yàn)及凍融劈裂試驗(yàn)。試驗(yàn)以舊料替代量0%的熱拌瀝青混合料作為對(duì)照組。

2 室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)于溫拌再生瀝青混合料，以馬歇爾試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性能的檢驗(yàn)。當(dāng)舊材料的替代量為0%、10%、30%、50%時(shí)，馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 不同摻量下瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知，對(duì)于不同舊料替代量下的再生瀝青混合料，其相關(guān)性能指標(biāo)均符合規(guī)范要求。其中，溫拌再生瀝青混合料相比于熱拌，其穩(wěn)定度有所降低，但各舊料替代量下的穩(wěn)定度無明顯差別，當(dāng)舊料替代量為10%～30%時(shí)，其空隙率最小，替代量為50%時(shí)，空隙率值達(dá)到了5.8%，接近規(guī)范要求的極限值。因此，工程應(yīng)用中，建議取舊料的替代量為50%以下。

2.2 高溫穩(wěn)定性

對(duì)于溫拌再生瀝青混合料，其抗車轍性能直接關(guān)系到其在高溫下的穩(wěn)定性與使用性能。車轍試驗(yàn)時(shí)的溫度為60 ℃，試件恒溫養(yǎng)護(hù)6 h后對(duì)其沿成型方向反復(fù)碾壓，碾壓速度為42±1次/min，輪壓為0.7 MPa，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 溫拌再生瀝青混合料的車轍試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可知，舊料替代量為0%的情況下，相比于熱拌，溫拌瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度降低了12.8%，隨著舊料替代量的增加，其動(dòng)穩(wěn)定度逐漸增加。這是因?yàn)榕f料的集料表明粗糙度較大，增大了其與新集料的接觸摩擦力，兩者構(gòu)建在一起形成的骨架密實(shí)性更好，從而高溫穩(wěn)定性越佳。另一方面，溫拌再生瀝青混合料普遍具有較高的動(dòng)穩(wěn)定度，舊路摻入量分別為0%、10%、30%、50%時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度分別為1 147次·mm-1、1 204次·mm-1、1 397次·mm-1、1 421次·mm-1，均滿足規(guī)范要求，高溫穩(wěn)定性良好。

2.3 低溫抗裂性

通過小梁彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)了低溫抗裂性能。測試設(shè)備采用MTS試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)溫度為10±0.5 ℃，測試結(jié)果如圖2所示。

圖2 小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可知，熱拌瀝青混合料的低溫彎曲應(yīng)變?yōu)? 279 uε，對(duì)于溫拌再生瀝青混合料，舊料摻入量分別為0%、10%、30%、50%時(shí)，低溫彎曲破壞應(yīng)變分別為2 279 uε、1 715 uε、1 469 uε、1 353 uε、1 209 uε。相比于熱拌，溫拌瀝青混合料低溫破壞應(yīng)變發(fā)生了較大程度降低，且隨著舊料替代量的增加，破壞應(yīng)變逐漸降低。這是因?yàn)榕f料中存在的瀝青已發(fā)生老化，同時(shí)Sasobit溫拌劑的摻入降低了瀝青的粘度，從而使得低溫穩(wěn)定性隨之降低。

2.4 水穩(wěn)定性

采用凍融劈裂試驗(yàn)對(duì)水穩(wěn)定性能進(jìn)行檢測，試件制備后分兩組進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，一組水浴恒溫養(yǎng)護(hù)2 h，溫度為25 ℃；另一組水浴養(yǎng)護(hù)2 h后放入冰箱中，冰箱溫度設(shè)為-18 ℃，冰箱養(yǎng)護(hù)16 h，冰箱養(yǎng)護(hù)后再次以60 ℃的溫度水浴養(yǎng)護(hù)24 h。試驗(yàn)前再次以25 ℃溫度水浴養(yǎng)護(hù)2 h方可試驗(yàn)。

3 結(jié) 論

(1)對(duì)于溫拌再生瀝青混合料，當(dāng)溫拌劑的摻量取3%時(shí)，其馬歇爾指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，但當(dāng)舊料替代量為50%時(shí)，其空隙率接近規(guī)范極限值，因此，工程應(yīng)用中，建議取舊料的替代量為50%以下。

(2)溫拌再生瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度隨著舊料替代量增加而出現(xiàn)增長，具有良好的高溫穩(wěn)定性。

(3)對(duì)于溫拌再生瀝青混合料，舊料的摻入較大程度降低了其低溫抗裂性能，摻入量越大，其值降低幅度越大，對(duì)舊路摻量應(yīng)精算控制。

(4)廢舊瀝青料的摻入對(duì)溫拌瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響不大，具有良好的水穩(wěn)定性。

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2017-03-30

程菓(1992-)，研究方向： 路基與路面工程。

U412

：C

：1008-3383(2017)07-0010-02