王文釗

（揚州市公路事業(yè)發(fā)展中心,江蘇 揚州 225000）

0 引言

目前，我國常用的瀝青路面一般采用10%～20%的舊料摻配比例，不利于舊料的再生利用。為了提高舊料的再生利用比例，瀝青混合料的拌和技術(shù)不斷更新發(fā)展，提高舊料利用率受到越來越多的重視。溫拌混凝土技術(shù)可降低瀝青拌和的溫度，降低施工能耗，同時保證混合料的施工性能，具有諸多優(yōu)勢[1-3]。

不同的溫拌工藝具有不同的適用情況，均可實現(xiàn)節(jié)能減排。根據(jù)目前常用的溫拌工藝，研究不同工藝對瀝青混合料性能的影響。路用性能是影響材料使用的最關(guān)鍵因素，因此，通過分析不同舊料摻量下材料路用性能，選取性能優(yōu)良的方法在工程實踐中加以推廣使用，從而達到節(jié)能減排的目的。

1 原材料

1.1 新集料和填料

試驗配置再生瀝青混合料中使用的新集料、填料分別采用石灰?guī)r、石灰?guī)r礦粉。各材料指標均需要滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（下稱《規(guī)范》）要求，參數(shù)如表1 所示。

表1 新集料和填料密度

1.2 銑刨料

廢舊路面的瀝青材料不能直接使用，需要經(jīng)過處理后方可作為舊料使用。項目選用的舊料為江蘇省揚州市的一條二級道路維修改造工程實施過程中形成的廢舊瀝青材料。在道路維修改造前，該道路已經(jīng)建成投用約10年時間，期間有大量的車輛對瀝青道路進行了碾壓，瀝青舊料老化嚴重。在完成瀝青舊料收集后，對老舊瀝青路面材料進行抽提篩分，結(jié)果表明該道路路面瀝青材料為中等老化。銑刨料與初始設計階段的材料級配曲線見圖1。根據(jù)圖1 可知，長期使用后材料4～12 mm 的粒徑數(shù)量顯著提升。

圖1 銑刨料級配曲線

1.3 溫拌劑

有機溫拌劑為Sasobit，摻量為3%[4]，各指標見表2。

表2 Sasobit 溫拌劑技術(shù)指標

表面活性溫拌劑選用Evotherm[5]，摻量為10%，其技術(shù)指標見表3。

表3 Evotherm 溫拌劑技術(shù)指標

采用70#基質(zhì)瀝青在150 ℃條件下進行發(fā)泡，用水量為1.5%，發(fā)泡瀝青技術(shù)指標見表4。

表4 發(fā)泡瀝青技術(shù)指標

2 配合比設計

瀝青采用性能滿足《規(guī)范》要求的普通70#道路石油瀝青，研究不同的溫拌方式對混合料性能的影響，舊料摻量設置為20%、30%、40%、50%和60%。根據(jù)《規(guī)范》，將各材料按照一定的比例試配，再生瀝青混合料級配情況見圖2。

圖2 合成材料級配

3 不同溫拌方式路用性能分析

3.1 高溫穩(wěn)定性

采用車轍試驗機試驗分析材料高溫穩(wěn)定性，試樣尺寸為30 cm×30 cm×5 cm。不同溫拌方式材料高溫穩(wěn)定性性能如圖3 所示。

從圖3 中可知，隨著瀝青舊料摻量的增加，材料的動穩(wěn)定度不斷增大，表明舊料摻量的增多，有利于提升再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是，舊料在長期使用過程中瀝青老化，強度提升。通過分析動穩(wěn)定度參數(shù)，泡沫瀝青的動穩(wěn)定度最大，Evotherm 溫拌劑動穩(wěn)定度最低。出現(xiàn)這一結(jié)果的主要原因是，泡沫瀝青流動性良好，可與集料緊密結(jié)合，形成的混合材料較為均勻。

圖3 再生瀝青混合料動穩(wěn)定度

3.2 水穩(wěn)定性

一般采用浸水馬歇爾試驗獲取的殘留穩(wěn)定度參數(shù)和凍融劈裂試驗獲取的凍融劈裂強度參數(shù)評價材料水穩(wěn)定性，兩指標可對比分析。不同試驗方法的試驗成果見圖4、圖5。

根據(jù)圖4，舊料摻量增大將導致混合料的殘留穩(wěn)定度降低，不利于再生瀝青料的水穩(wěn)定性。摻量達到60%時，殘留穩(wěn)定度參數(shù)仍滿足《規(guī)范》要求。殘留穩(wěn)定度與溫拌方式關(guān)系較小。

圖4 再生瀝青混合料殘留穩(wěn)定度

根據(jù)圖5 可知，隨著舊料摻量的增大，凍融劈裂強度比不斷降低。在舊料摻量達到60%時，強度比參數(shù)仍滿足《規(guī)范》要求。試驗結(jié)果表明溫拌方式對凍融劈裂強度比影響較小。

圖5 凍融劈裂強度比

3.3 低溫抗裂性

一般通過破壞應變參數(shù)分析材料的低溫抗裂性能。試樣尺寸為25 cm×3 cm×3.5 cm。低溫彎曲試驗采用UTM-25 試驗機。試驗參數(shù)已有較多的人進行了較為廣泛的研究，此處不再贅述[6]。試驗結(jié)果如圖6 所示。

從圖6 中可知，隨著舊料增加，破壞應變不斷減小，表明材料的抗裂性能不斷降低。在相同的舊料摻量條件下，泡沫瀝青再生瀝青材料的破壞應變最大，摻Sasobit溫拌劑最小。主要原因是泡沫瀝青材料流動性良好，可以與集料之間緊密結(jié)合，改善再生瀝青材料的抗裂性能。Evotherm 溫拌劑在低溫條件下具備良好抗裂性能，可在一定程度上改善再生瀝青材料的低溫抗裂性。

圖6 再生瀝青混合料破壞應變

3.4 抗疲勞性能

抗疲勞性能是直接反映道路使用耐久性的參數(shù)，對道路使用過程中的維護、保養(yǎng)影響較大，耐久性良好的材料，可以緩解惡劣使用工況對路面的不良影響。在再生瀝青混合料抗疲勞性能研究中通常采用彎曲疲勞試驗?？蛊谠囼灲Y(jié)果見表5。

根據(jù)表5 中的數(shù)據(jù)可知，在其他條件相同時，隨著舊料摻量增大，混合料的抗疲勞性能下降，泡沫瀝青材料的抗疲勞性能優(yōu)于其他兩種溫拌方式，摻Sasobit 溫拌劑的抗疲勞性能最差。當舊料摻量超過40%時，材料的抗疲勞性能下降速率急劇增大。

表5 抗疲勞性能試驗結(jié)果

4 結(jié)論

為了提高道路舊料瀝青的使用率，滿足綠色環(huán)保發(fā)展理念，研究目前常用3 種溫拌方式下不同舊料摻量的再生瀝青混合料的路用性能。主要結(jié)論如下：

（1）隨著瀝青舊料摻量增大，混合料高溫穩(wěn)定性提升。泡沫瀝青具有良好的流動性，使其可與材料緊密結(jié)合，形成的混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性。

（2）隨著瀝青舊料摻量的增大，材料的水穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗疲勞性能均呈現(xiàn)下降趨勢。

（3）根據(jù)性能試驗結(jié)果可知，采用泡沫瀝青方式混合料性能明顯提升，當瀝青舊料摻量超過40%時，材料的抗疲勞性能有顯著的下降，因此可將舊料摻量控制在40%以下。與傳統(tǒng)方式相比，舊料摻量有了較大的提升，有利于資源節(jié)約、環(huán)境友好型社會發(fā)展建設。