热再生沥青混合料配合比设计研究.pdf

98 Academic Papers学术交流影 响 有 影 响 的 人 热再生沥青混合料配合比设计研究杜欣峰（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050011）摘要：为研究热再生技术于道路养护中的应用，依据实际工程，研究热再生沥青混合料配合比设计，检测基质沥青、集料、改性剂等原材料物理性质，以期满足施工要求。通过车辙试验、小梁弯曲试验检验热再生沥青混合料高温性、低温抗裂性，试验表明，随着 RAP 掺量增加，沥青混合料高温性能逐渐提高，低温抗裂性能逐渐降低，热再生沥青混合料可用于施工养护中。关键词：热再生沥青混合料；高温稳定性；低温抗裂性能；沥青路面中图分类号：U414 文献标识码：B 文章编号：1673-8098（2023）03-098-030 引言沥青路面因具有高强度、行车舒适、养护方便等优点，被广泛应用于高等级公路路面施工中。随着路面车辆增加，我国早期修建的沥青路面易出现如车辙、裂缝、拥包等路面病害。目前，我国道路建设渐渐从“以建为主”向“建养并重”发展，传统路面养护通常将旧材料直接丢弃或掩埋，再铺设新的路面材料，不仅浪费了石料资源，还增加了因购买原材料而造成的额外经济投入。如何在保证路面性能稳定的同时节约资源，是当前道路养护的主要发展方向1,2。沥青路面再生技术是当前路面养护趋势之一，其中热再生技术在国内外广泛应用，本文将对热再生混合料配合比设计及路用性能研究。1 配合比设计研究1.1 原材料性能研究（1）新沥青采用 90#基质沥青，依据公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E202011）相关试验方法进行性能测试，满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）对 90#基质沥青针入度、软化点等技术指标进行室内检测的相关要求，检测结果说明所选用新沥青可用于施工建设中。（2）集料按照公路工程集料试验规程（JTG E422005）对所选石灰岩集料进行性能检测，所检测指标满足施工要求。（3）填料在沥青混合料中起填充作用的粒径小于 0.075mm 的矿物质粉末，本文所用到的填料为石灰岩矿粉，对矿粉性能进行室内试验，试验结果满足施工技术规范要求。（4）再生剂选用再生剂为 RA-25，通过对其进行 60黏度、闪点等指标进行试验检测，各项指标满足规范要求。1.2 热再生沥青混合料合成级配再生沥青混合料中含有旧料，RAP 料级配设计有很大差异性影响。本文对不同 RAP 掺量下热再生沥青混合料级配进行研究，结果见图 1。图 1 不同 RAP 掺量合成级配曲线图99NO.3/JUNE.2023交通建设与管理 影响有影响的人 由图 1 可知，合成级配曲线差异很小，同时所有级配曲线都在级配上限和级配下限之间，且均趋近于级配中值。2 工程实践2.1 施工概况本项目选取厦门市思明南路道路建设工程项目，选段为K235+000K238+000，路线总体走向自西向东，路基宽 24m，路面宽 20m，设计车速 80km/h，最高填挖 5.4m，最低填挖3.2m。因原路面在高温及车辆荷载下出现车辙等病害，在不影响交通通行的情况下，采用热再生技术进行施工。2.2 施工工艺（1）施工前准备。清理路面上所有不利于施工的影响因素，在施工路段进行交通管制，禁止所有非施工车辆在作业面上工作。确定运料车的行车路线，选择安全畅通、运距较近且路况良好路面。（2）拌和。采用沥青混合料热再生拌和站。拌和设备需准确控制各种材料的数量，保证配料精准，拌和设备配料、计量功能齐全、有效。料仓上口安装相应的筛网剔除超大粒径石料和杂物。（3）摊铺。进行摊铺作业时，确保摊铺车辆工作时连续、匀速，摊铺速度控制在 1 3m/min，未完成摊铺时，需封闭路面，不允许行人及车辆通行。（3）混合料压实。热再生混合料要控制压实温度，压实采用三步压实法，分为初压、复压和终压，初压时温度基本控制在125左右，压实车辆不得出现急刹等现象，防止出现推移、开裂3。3 路用性能检测3.1 高温稳定性高温稳定性是沥青混合料在高温下及车辆荷载反复作用下抵抗永久变形的能力4。沥青路面高温稳定性通常根据车辙情况判断，沥青路面结构越差则车辙越多。通过车辙试验研究沥青混合料高温性能，以动稳定度为评价指标，计算公式如式 1。（1）式（1）中：DS动稳定度，次/mm；d1对应时间 t1的变形量，mm；d2对应时间 t2的变形量，mm；N试件轮碾速度，取 42 次/min。本文制作 30%、40%、50%掺配率不同的试件，研究不同掺量下热再生沥青混合料高温稳定性路用性能，通过车辙试验进行研究，试验结果见表 2 及图 2。图 2 车辙试验图由上述可知，当 RAP 掺量为 30%时，车辙试件动稳定度分别为 1298 次/mm、1351 次/mm、1257 次/mm，平均动稳定度为 1302 次/mm；当 RAP 掺量为 40%时，车辙试件动稳定度分别为 1684 次/mm、1779 次/mm、1766 次/mm，平均动稳定度为 1743 次/mm；当 RAP 掺量为 50%时，车辙试件动稳定度分别为 2403 次/mm、2300 次/mm、2347 次/mm，平均动稳定度为 2350 次/mm；由此数据可知，随着 RAP 掺量增加，沥青混合料高温性能逐渐提高，说明热再生技术可应用于路面养护作业。表 2 车辙试验数据表RAP 掺量（%）检测项目设计与规范要求实测结果均值是否满足30动稳定度 DS（次/mm）100012981302满足135112574016841743满足177917665024032350满足23002347100 Academic Papers学术交流影 响 有 影 响 的 人 表 3 小梁弯曲试验表RAP 掺量弯曲破坏应变设计与规范要求试验结果试验方法30%322920003305T 07153315337140%3089200032073257327550%315420003140308931773.2 低温抗裂性低温抗裂性是指沥青路面在低温情况下出现沥青路面温缩变形，当温度应力超过沥青混合料极限抗拉强度时，路面表面将出现低温开裂。沥青路面通常以小梁弯曲试验进行研究，以抗弯拉强度作为评价指标。对不同掺量 RAP 混合料进行小梁弯曲试验，试验结果见表 3 及图 3。图 3 小梁弯曲试验图由表 3 及图 3 可知，当 RAP 掺量为 30%时，沥青混合料试件破坏应变分别为 3229、3315、3371，平均破坏应变为 3305；当 RAP 掺量为 40%时，沥青混合料试件破坏应变分别为 3089、3257、3275，平均破坏应变为 3207；当 RAP 掺量为 50%时，沥青混合料试件破坏应变分别为 3154、3089、3177，平均破坏应变为 3140；随着 RAP 掺量增加，破坏应变线逐渐降低，说明沥青混合料低温抗裂性能逐渐降低。4 结语热再生沥青混合料是近几年常用的道路养护施工技术，在交通建设中受到关注，与基质沥青混合料相比较，在掺加适量RAP 时可以拥有更好的高温性能和低温性能，可保护环境，这是道路养护及施工的发展趋势。参考文献1 朱钰，武涛，高巍.厂拌热再生沥青混合料配合比设计关键技术研究 J.中外建筑，2018（5）：200-202.2金洪雨.厂拌热再生沥青混合料配合比设计及影响因素分析J.工程技术研究，2020，5（19）：118-119.3任娟，倪航.就地热再生沥青混合料配合比设计及性能研究J.科学技术创新，2022（14）：82-85.4 傅海彪，郭宽锐.温再生沥青混合料路用性能研究 J.西部交通科技，2021（6）：32-34.