瀝青熱再生技術(shù)在貴州公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用研究

田永婭，敖清文

（1.貴州省公路勘察設(shè)計(jì)院，貴州 貴陽 550001；2.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 510001）

0 引言

貴州已建路面破損現(xiàn)象具有普遍性，每年約有12%的瀝青路面需要翻修，舊瀝青路面材料廢棄量每年約220萬t，而這個(gè)數(shù)字將以每年15%的速度增長(zhǎng)，10年之后，舊瀝青混合料每年將達(dá)到1000萬t。舊路維修將會(huì)產(chǎn)生大量舊瀝青路面材料（RAP），若充分有效利用這些RAP，可以減少環(huán)境污染，節(jié)約廢舊瀝青混合料堆放場(chǎng)地，合理利用路用資源，降低工程成本。

在分析貴州省的道路養(yǎng)護(hù)設(shè)備和喀斯特地區(qū)路面材料特點(diǎn)的基礎(chǔ)上改進(jìn)和完善路面再生技術(shù)，可使其具有較寬的發(fā)展和應(yīng)用前景。

1 熱再生維修路段路況及維修方案

1.1 進(jìn)行熱再生路段的路況分析

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，貴畢二級(jí)公路等路段瀝青路面破壞嚴(yán)重，原有表面層瀝青混合料的集料在大交通量和重載車輛的長(zhǎng)期磨耗下，其抗滑性能已明顯降低，應(yīng)立即進(jìn)行罩面處理，以提高路面的行駛安全性能。經(jīng)過多年的運(yùn)營(yíng)，路面出現(xiàn)了不同程度的病害，包括車轍、波浪擁包、縱橫向裂縫、龜裂、松散、坑槽、沉陷等；部分路面進(jìn)行了修補(bǔ)，但修補(bǔ)不良病害依然存在。車轍是本路段普遍存在的病害形式，嚴(yán)重降低了行車舒適性，并危及行車安全。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，車轍主要發(fā)生在行車道上，普遍達(dá)到15mm以上。同時(shí)，部分路段出現(xiàn)了波浪擁包病害。推移病害大多與車轍病害同時(shí)存在，在彎道部分、長(zhǎng)上坡路段，推移病害更為明顯。

1.2 熱再生維修方案

本著改善原路面結(jié)構(gòu)承載能力和處理車轍病害的目的，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)目前車轍大于15mm的路段采用就地?zé)嵩偕访嫔厦鎸?cmAC—16中粒式瀝青混凝土，摻加占總料比例為10%的新拌AC—13瀝青混凝土，能起到調(diào)整原路面結(jié)構(gòu)平整度以及設(shè)計(jì)標(biāo)高的作用。

2 舊瀝青路面材料（RAP）分析

2.1 RAP的瀝青含量和礦料級(jí)配

在維修路段選擇有代表性的取樣點(diǎn)，采用機(jī)械切割的方式獲取舊瀝青路面材料（RAP）樣品。將RAP加熱松散，用三氯乙烯充分溶解后進(jìn)行抽提試驗(yàn)，測(cè)定RAP的瀝青含量和礦料級(jí)配。試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 RAP中礦料級(jí)配和瀝青含量試驗(yàn)結(jié)果

RAP中瀝青含量為4.5%，對(duì)于AC—16中粒式瀝青混凝土而言，瀝青含量適中；RAP礦料的各篩孔通過率總體符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）中AC—16C型瀝青混合料級(jí)配走勢(shì)，處于規(guī)范級(jí)配的下限區(qū)域內(nèi)。

2.2 RAP的瀝青結(jié)合料性質(zhì)

采用阿布森法從抽提試驗(yàn)得到的瀝青與三氯乙烯混合液中回收瀝青，測(cè)定回收瀝青的25℃針入度為56（0.1mm）、15℃延度為63cm、軟化點(diǎn)為51℃，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：舊瀝青路面材料（RAP）樣品瀝青老化程度相對(duì)較低，適宜進(jìn)行就地?zé)嵩偕?/p>

3 新拌AC—13瀝青混合料及再生劑的選取

3.1 新拌AC—13瀝青混合料介紹

由于所選維修路段瀝青路面車轍病害較嚴(yán)重，車轍深度普遍都大于15mm，所以在這些車轍較嚴(yán)重路段需要添加一定量的新拌瀝青混合料，以便達(dá)到調(diào)整標(biāo)高的目的。本試驗(yàn)項(xiàng)目采用新拌AC—13瀝青混合料作為添加新材料，AC—13混合料采用A級(jí)70＃道路石油瀝青，其所用石油瀝青、粗集料、細(xì)集料及填料按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）要求控制[1]。

3.2 再生劑的摻量選擇

選用瀝青再生劑，將其按3%、5%、7%的比例（再生劑占回收瀝青的質(zhì)量百分比）添加到回收瀝青中，攪拌均勻并靜置24h后測(cè)定再生瀝青的25℃針入度、15℃延度、軟化點(diǎn)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 再生瀝青質(zhì)量指標(biāo)

試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著再生劑劑量的增加，瀝青明顯軟化，表現(xiàn)為針入度提高、軟化點(diǎn)降低、延度升高，說明再生劑有較好的再生效果。再生劑摻量為3%時(shí)，再生瀝青性能針入度可達(dá)到70＃瀝青針入度范圍。為了避免過多增加再生劑摻加量后混合料動(dòng)穩(wěn)定度受不利影響，瀝青針入度指標(biāo)恢復(fù)至70＃瀝青的針入度范圍即可。因此，再生劑摻量確定為3%。

4 熱再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

4.1 熱再生瀝青混合料再生材料

熱再生瀝青混合料所取舊瀝青路面材料采用機(jī)械切割的方式在維修路段選擇代表性的取樣點(diǎn)獲取舊瀝青路面材料（RAP）樣品；添加的新材料為新拌AC—13瀝青混合料；再生劑摻量確定為3%。

4.2 礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

對(duì)各組分礦料進(jìn)行級(jí)配篩分[2]，按照比例進(jìn)行摻配，工程級(jí)配范圍如表3所示。

表3 礦料合成級(jí)配組成設(shè)計(jì)

通過添加新拌AC—13瀝青混合料，再生瀝青混合料的礦料組成級(jí)配曲線處于規(guī)范要求AC—16級(jí)配曲線范圍內(nèi)，與RAP的篩分級(jí)配曲線相比變化不大。因?yàn)閾郊拥男掳鐰C—13瀝青混凝土比例為10%，基本上不影響RAP的級(jí)配曲線。

4.3 最佳瀝青含量

以RAP∶新拌AC—13＝9∶1的比例進(jìn)行摻配，將得到的新瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，結(jié)果見表4，可知實(shí)測(cè)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

表4 再生瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

5 熱再生瀝青混合料路用性能

5.1 熱再生瀝青混合料高溫穩(wěn)定性

為了檢驗(yàn)瀝青混合料的目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，按照規(guī)范要求[1，4]，對(duì)所設(shè)計(jì)的再生瀝青混合料進(jìn)行了高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 瀝青混合料高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從表中數(shù)據(jù)可知，AC—16再生瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度DS符合規(guī)范要求，說明所設(shè)計(jì)的瀝青混合料是合理的，可以在實(shí)際工程中進(jìn)行應(yīng)用。在施工過程中再生料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度可考慮摻加抗車轍劑等措施進(jìn)行改善。

5.2 熱再生瀝青混合料水穩(wěn)定性

為了檢驗(yàn)瀝青混合料的目標(biāo)配合比，按照規(guī)范要求[1，4]，對(duì)所設(shè)計(jì)的再生瀝青混合料進(jìn)行了水穩(wěn)定性檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 瀝青混合料水穩(wěn)定性檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從表中數(shù)據(jù)可知，AC—16再生瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度比TSR均符合規(guī)范要求，說明所設(shè)計(jì)的瀝青混合料是合理的，可以在實(shí)際工程中進(jìn)行應(yīng)用。

6 結(jié)論

6.1 通過室內(nèi)試驗(yàn)可知，再生劑摻量為3%時(shí)，再生瀝青性能針入度可達(dá)到70＃瀝青針入度范圍，瀝青針入度指標(biāo)恢復(fù)至70＃瀝青的針入度范圍即可。因此，再生劑摻量確定為3%。

6.2 按RAP∶新拌AC—13＝9∶1的比例摻配，進(jìn)行熱再生瀝青混合料路用性能試驗(yàn)可知，AC—16再生瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度比TSR、動(dòng)穩(wěn)定度DS均符合規(guī)范要求，說明所設(shè)計(jì)的瀝青混合料是合理的，可以在實(shí)際工程中進(jìn)行應(yīng)用。

6.3 瀝青再生利用在路面維修及養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域是一種可行、經(jīng)濟(jì)、有效的手段，可進(jìn)行應(yīng)用推廣。

[1]JTJ F40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTG E42—2005，公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3]JTG D50—2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].