再生沥青路面补强技术研究.pdf

2992023年4月江西建材工程技术与应用再生沥青路面补强技术研究何金辉湖北省交通规划设计院股份有限公司，湖北武汉430050摘要：文中对再生沥青路面补强方案的选择进行分析，总结补强剂的使用方法及其作用机理，探讨沥青混合料补强剂掺量的确定方法。结果证明，采用就地热再生技术可以提高沥青路面的稳定性，但其使用效果取决于施工温度、改性剂种类和掺入量。关键词：就地热再生混合料；补强技术方案确定；补强剂掺量中图分类号：U416.2文献标识码：B文章编号：1 0 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 2 9 9-0 3Study on Reinforcing Technology of ReclaimedAsphalt Pavement MixtureHe JinhuiHubei Transportation Planning and Design Institute Co.Ltd.,Wuhan,Hubei 430050Abstract:the paper analyzes the selection of reinforcement scheme for recycled asphalt pavement,summarizes the use method andaction mechanism of reinforcing agent,and discusses the determination method of the dosage of reinforcing agent for asphalt mixture.Theexperimental results show that the use of geothermal regeneration technology can improve the stability of asphalt pavement,but its use effectdepends on the construction temperature,the type of modifier and the amount of incorporation.Key words:Geothermal regeneration mixture;Determination of reinforcement technical scheme;Dosage of reinforcing agent0引言就地热再生沥青路面施工应重视再生料、施工技术、施工环境等诸多因素，并充分考虑再生材料的性质 1-3 。再生剂质量不达标、添加过量再生料、施工环境温度过低都会影响现场热再生工程的整体质量 4-5。因此，对再生沥青混合料进行补强，具有十分重要的意义。再生沥青路面补强方案的确定1.1改性技术选择的依据改性加固工艺的选择要综合考虑各种影响因素，如改性剂、施工机械、施工技术、施工费用等。选择的施工方案既要能有效地改善再生料的性能，又要符合工程技术规范要求 6 。增强剂作为一种常用的改良剂，在沥青混合料中加人适量的增强剂，可以改善其性能。因此，本文将根据试验结果，从SBS改性剂、抗车辙剂和补强剂中选取一种更适宜于现场热再生的施工方法，从而有效地改善道路的使用性能 7-。1.2路用性能试验方案传统的就地热再生技术仅适用于2 6 cm深的沥青路面 1 0-1 4。因此，选择AC-13型沥青混合料，集料以闪长岩为主，7 0 A级沥青作为基质。依据马歇尔试验结果，确定了沥青的掺量以及对各项性能的影响，得出了最优的油石比为5.0%。作者简介：何金辉（1 9 8 1-），男，湖北鄂州人，本科，高级工程师，主要研究方向为交通路线设计。除特别注明外，其他测试所采用的样品和物料等级均与此测试一致。本文选择路菲特公司SBS沥青改性剂、润强MA101沥青抗车辙剂、巨贸JM-1沥青补强剂，并对其性能进行了分析。根据现有的试验数据，三种材料的用量分别为5.0 0%、0.40%、0.35%，三种增强剂的应用方法是：（1）在聚合物拌和时，将增强剂或抗车辙剂直接加人沥青混合料；（2）利用剪切机将沥青、SBS沥青改性剂处理为SBS改性沥青，然后将其与混合料进行充分拌制。1.3不同改性技术路用性能比较通过对AC-13基材沥青混合料的各项性能测试，并从试验结果中分析了三种改性剂对沥青路面性能的影响，具体试验结果见图1。10000口6 0 C动稳定度80006000-4000-规范要求2000-0基质沥青SBS改性剂抗车辙剂补强剂300：-2023年4月江西建材工程技术与应用4000口.-1 0 破坏应变35003000-2500规范要求2000+基质沥青SBS改性剂抗车辙剂A补强剂1007口马歇尔残留稳定度95-9085一80规范要求75-70+基质沥青SBS改性剂抗车辙剂A补强剂100口冻融劈裂强度比95-9085-80-75规范要求70补强剂抗车辙剂ASBS改性剂基质沥青图1改性剂与沥青混合料路用性能的关系由图1 可知：（1）加人改性剂后的沥青混合料的动态稳定性、-1 0 0 的断裂应变、马歇尔残余稳定性均得到了改善，表明三种改性剂均能有效地改善路面的路用性能；（2）所述补强剂对路面的耐热性能有较好的改善作用，在提高水稳定性方面，二者作用相同，但在耐寒方面，补强剂的作用要稍逊一筹，但也能达到施工要求。结果表明，补强剂和SBS沥青改性剂，能明显改善公路的路用性能，而抗车辙剂的效果相对较差。1.4不同改性技术工艺比较SBS改性剂加人沥青混合料而制成改性沥青，再与集料进行配比，但SBS沥青改性剂与沥青的相容性能不佳。另外，就地热再生施工阶段，难以达到SBS改性沥青的施工温度标准，由于施工温度的限制，难以保证沥青路面的治理效果。抗车辙剂、补强剂掺人沥青混合料，与利用SBS改性剂相比较，该方法具有施工方便、可长时间存放、不易变质等优点，适合于各种沥青混合料。根据试验结果，选择补强剂，其效果最佳。2补强剂的使用方法及其作用机理2.1补强剂的作用机理该补强剂是一种长3 mm、直径2 mm的黑色高聚合物，添加增强剂可显著提高沥青混合料的路用性能，其机理如下所述。（1）增强剂熔点远小于沥青混凝土的施工温度，具有很好的塑性，可以按工程需要将其塑形成型,并与骨料紧密结合。因此，沥青混凝土的耐热性能得到了极大提高。（2）在高温下进行沥青混合料的搅拌时，可以通过交联形成三维纤维网状结构，有效地减少了裂缝的产生，改善了路面的抗裂性。（3）在高温条件下，三维交联网状结构能较好地分散和吸附沥青中的油脂，从而改善沥青路面的抗车辙能力。2.2补强剂的使用方法混合料搅拌阶段，补强剂开始对沥青混合料的性能产生优化作用。补强剂掺人沥青混合料环节，还需对搅拌顺序、搅拌时间、搅拌温度等要素，进行适当调整，其基本原理如下。（1）搅拌程序：加人补强剂的沥青混合料拌和，需分3 次进行：将骨料和补强材料一起加人搅拌，以保证补强材料在骨料表面均匀分布；添加沥青进行第二次搅拌，以使其吸收热量、熔化并附着于骨料的表面；最后添加矿粉，再进行第三次搅拌。（2）搅拌时间：沥青混合料的混合形式有2 种，分别是湿拌和干拌，干拌需要5 1 0 s，湿拌时间一般不少于50 s；在搅拌过程中，应对沥青混合料的质量进行严格的控制，特别要注意集料包覆沥青，并达到均匀性要求；从湿拌沥青到加人矿粉需要3 5s的时间，保证沥青混合料的均匀分布。（3）搅拌温度：为了尽可能发挥增强剂的作用，必须严格地控制搅拌的温度，使补强剂完全融化。可参照表1 要求来控制搅拌的温度。表1 沥青混合料拌和温度要求普通沥青聚合物改性沥青聚合物序号加热控制环节控制温度控制温度1矿料加热阶段1701801801902沥青加热阶段1501601601703聚合物拌和温度165175175185（4）搅拌均匀性：为了将补强剂均匀地掺人再生沥青混合料，应分两次加入，第一次于新的沥青混合料中掺人，第二次于就地热再生现场的铣刨料中均匀添加。3沥青混量分析通过室内试验，探索了补强剂的最佳配比。在AC-13型基质沥青混合料中，选用0、2.0 0%、0.3 5%、0.50%等4种添加剂用量的补强剂，并采用4个试验方法，分析不同用量的补强剂，对沥青路面性能的影响，试验结论数据统计结果如图2 所示。301工程技术与应用江西建材2023年4月18000一6 0 动稳定度16000-14000-(/)/0.0912000-10000-8000-60004000-一规范要求2000-000.20.350.53500.-10破坏应变30002500一规范要求2000-00.20.350.5100马歇尔残留稳定度95908580一一规范要求7500.20.350.5100一冻融劈裂强度比95%/90858075规范要求7000.20.350.5图2补强剂掺量对沥青混合料路用性能的影响由图2 分析可知：（1）加人补强剂后，沥青混合料的性能得到明显提高，特别是在高温下具有良好的抗车辙能力，并在一定程度上提高了低温抗裂、水稳性等；（2）补强剂添加量为0.3 5%的情况下，其动态稳定程度比标准规定高，达到9 8 45次/mm；（3）随着补强剂掺量的不断提高，低温抗裂和水稳性的提高作用已不显著，尽管其动态稳定性很高，但在实践中并没有太大的实用价值。因此，从经济性和应用角度出发，推荐AC-13型基材沥青混合料，使用掺配量为0.3 5%的补强剂，其效果为最佳。4结语综上所述，本文对三种补强改性技术应用于再生沥青混合料的效果进行了比较，并结合工程实践，探讨了其适用范围。沥青路面再生后，其性能效应具有明显的变化，需要采用强化、改性技术来改善沥青混合料的性能，通过试验分析，论证了三种不同的补强技术对AC-13基质沥青混合料性能的影响。（1）三种补强剂的路用性能方面,SBS改性剂和补强剂的作用效果最好。（2）三种补强剂的改性工艺方面，混合料中添加补强剂施工操作更简单，且与SBS改性剂相比，补强剂更加适宜。根据抗车辙、低温弯曲、水稳定性等有关试验数据，本文对AC-13基材沥青的抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳性等因素进行了研究，以试验数据为基准，从经济性和应用角度出发，推荐AC-13型基材沥青混合料，使用掺配量为0.3 5%的补强剂，其效果为最佳。参考文献1 角解睿，夏永强.微波加热融入就地热再生工艺热风微波复合加热就地热再生机组在连霍高速成功应用J】.市政技术，2 0 2 0,3 8（5）：4-5.2董玉凯.RAP热再生沥青混合料路用性能研究J】.公路与汽运，2017(3):112-115.3田引安.热再生沥青混合料精细化设计及路用性能研究【J.公路工程，2 0 2 2（1）：1 42-1 48.4余森开，仰建岗，黄锦化，等，不同工况对再生沥青混合料压实特性的影响J】.科学技术与工程，2 0 2 1，2 1（3 0）：1 3 1 0 2-1 3 1 0 8.5吴建明，李华平.热拌再生沥青混合料压实特性分析J.公路，2021,66(10):345-351.6毕连居，赵博，蔡海泉，等.沥青路面热再生技术环境效益分析研究J】.重庆交通大学学报：自然科学版，2 0 1 7，3 6（1 1）：44-47.7吴革森，李裕洪，司徒丽新，等.高掺量RAP厂拌热再生混合料配合比设计研究J】.公路，2 0 1 4，59（1 0）：2 51-2 54.8王振龙.回收沥青材料性能及再生新沥青掺量试验研究J.石油沥青，2 0 1 6，3 0（5）：1 7-2 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