復拌型就地熱再生SMA瀝青混合料的配合比設計

嚴以樓

摘? 要：文章以潤揚大橋南北接線路面養(yǎng)護工程為依托，介紹了復拌型就地熱再生SMA瀝青混合料的配合比設計方法和步驟以及混合料的室內性能試驗。

關鍵詞：就地熱再生;SMA;配合比設計

中圖分類號：U414 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）26-0093-02

Abstract： Based on the north-south connection pavement maintenance project of Runyang Bridge， this paper introduces the mix design method and steps of in-situ hot recycled SMA asphalt mixture and the indoor performance test of the mixture.

Keywords： geothermal regeneration; SMA; mix design

引言

復拌型就地熱再生施工工藝是采用加熱機和就地再生機組，將原路面加熱并翻松，按需要加入新瀝青、再生劑和少量的新混合料，再經過復拌機提升、再加熱和充分拌合后，攤鋪、碾壓成型。由于江蘇省內高速公路超過70%的上面層為SMA路面結構，因此，本文以潤揚大橋南北接線路面養(yǎng)護工程為依托，對該段落上面層SMA-13瀝青路面進行就地熱再生設計。

1 原路面混合料級配

用微波加熱車在原路面代表段落上面層進行取樣，將SMA-13瀝青混合料進行抽提試驗，舊料的油石比平均值為5.96%，實測最大理論相對密度為2.584，舊料篩分結果見表1。

2 回收瀝青性能及再生劑摻量的確定

將回收舊瀝青進行試驗，以判斷舊瀝青的老化程度。再將回收的舊瀝青按不同劑量摻加再生劑，進行三大指標試驗，試驗中再生劑摻量為占舊瀝青重量的百分比，試驗結果見表2。

試驗結果表明，摻加3%的再生劑后瀝青針入度、軟化點都達到了規(guī)范要求，延度指標有一定程度提高，因此擬定再生劑的摻量為舊瀝青含量的3%。

3 新添加瀝青混合料的確定

3.1 新料摻量的確定

（1）原路面銑刨新料摻入量計算：原路面銑刨1m寬，2cm厚;設再生車道為4m寬，4cm厚，以再生路面1m長度計算，得出新料摻入量=（100×100×2）/（100×400×4）×100=12.5%（外摻）。

（2）修復原路面車轍新料摻入量計算：可根據車轍深度，由公式A=0.0335m2+4.35+2.5h=0.0335×102+4.35+2.5×2=12.7%（外摻）計算獲得修復車轍的新料摻入量。式中：A為新料添加百分率（%）;m為車轍（mm）;h為路面標高提升值（mm），一般取2（mm）。故新料外摻比例=12.5%+12.7%=25.2%，換算成新料內摻比例為20%。

3.2 新料級配設計

以SMA-13規(guī)范級配為目標級配，按照新料添加量20%，根據原路面級配、新料摻量以及目標級配反算新料級配范圍，例如：反算新料13.2mm篩孔級配上限，計算過程為：（100-94.4×80%）/20%=122.4%。具體計算結果見表3。

根據新料級配設計中值和再生混合料目標級配中值，設計新料及再生合成級配，具體級配結果見表4。

3.3 再生混合料中新料油石比的確定

依據經驗估算再生瀝青混合料的油石比為5.9%，舊料的油石比為5.96%，再生劑的摻量為3%，根據公式確定新料油石比4.9%。

根據設計的再生合成級配，再生劑的摻量及計算的新料油石比，成型馬歇爾試件，根據體積指標，將滿足或接近設計要求的級配作為設計級配。

4 再生混合料最佳油石比的確定

按照新料摻量20%，再生劑摻量3%，新料油石比按0.5%間隔變化取3.9%、4.4%、4.9%、5.4%、5.9%，成型馬歇爾試件。馬歇爾試驗結果見表5。

由表5可以看出，摻配后油石比為5.7%、6.0%、6.1%試件的體積指標不滿足技術要求，根據往年工程經驗和氣候條件取新料最佳油石比為4.9%，則合成混合料最佳油石比為5.9%。

5 再生混合料性能評價

根據配合比設計結果，新、舊料比例為20%：80%，新料油石比采用4.9%，再生劑摻量為3%，采取室內拌合機拌合，對合成混合料的相關性能進行驗證，試件空隙率為3.6%;穩(wěn)定度為11.69kN;馬歇爾殘留穩(wěn)定度為88.4%;凍融劈裂試驗殘留強度83.8%;動穩(wěn)定度為4795次/mm。試驗結果表明，再生瀝青混合料的各項性能試驗均滿足設計要求，確定了施工的技術可行性。

6 結束語

通過再生劑的不同摻量對舊瀝青的三大指標的影響，確定了再生劑的摻量為原路面瀝青混合料中瀝青含量的3%;根據銑刨后和修復車轍新料摻入量的計算，確定了新料與舊料比例按20%：80%;采用馬歇爾配合比設計方法，確定了新料最佳油石比為4.9%，合成混合料最佳油石比為5.9%。通過室內試驗對再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和抗水損性能進行驗證，結果表明兩者性能均滿足設計要求。

參考文獻：

[1]馬濤，黃曉明.SMA路面現場熱再生技術研究[D].南京：東南大學，2010.

[2]符適，舒開東.就地熱再生瀝青混合料配合比設計[J].現代交通技術，2007（02）：15-17.

[3]麻繼敏.就地熱再生技術在公路改擴建工程中的應用[J].西部交通科技，2019（7）：49-52，116.