談瀝青混凝土再生技術(shù)

曹銘津 朱鑫磊 杜 娟

(東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京 210088)

談瀝青混凝土再生技術(shù)

曹銘津 朱鑫磊 杜 娟

(東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京 210088)

對破損后的SBS-13改性瀝青混凝土進(jìn)行了再生技術(shù)的研究，試驗(yàn)中，首先對瀝青混凝土進(jìn)行瀝青提取，得出油石比，初步評測可能導(dǎo)致路面破損的原因，接著對提取瀝青剩下的集料進(jìn)行篩分實(shí)驗(yàn)，得到集料配合比，與油石比結(jié)合綜合評測道路損壞的可能原因，并對舊瀝青混凝土進(jìn)行油石比和配合比調(diào)整并相應(yīng)做出馬歇爾試件，為今后同類研究提供參考。

SBS改性瀝青，篩分實(shí)驗(yàn)，馬歇爾實(shí)驗(yàn)，四氯化碳

0 引言

各種材料的使用，都存在衰老和損害，面對這種情況，越來越被認(rèn)可的是對舊材料進(jìn)行再生利用，而不是用新的同類材料來替換。再生技術(shù)的發(fā)展具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會意義。據(jù)了解，中國75%以上的高等級道路為瀝青混凝土路面，并且由于瀝青混凝土在使用過程中表現(xiàn)出的各項(xiàng)優(yōu)勢，這個(gè)比例還將處于上升階段。但在瀝青混凝土道路的使用過程中，因重載交通，施工條件和使用壽命等因素影響，瀝青混凝土道路容易出現(xiàn)早期破損如車轍、開裂、松散剝落等病害，導(dǎo)致中國瀝青道路面臨著大修的境地。中國的瀝青混凝土再生技術(shù)尚處于發(fā)展階段，因此，本文闡述對瀝青混凝土再生的一次個(gè)例研究試驗(yàn)，試驗(yàn)通過馬歇爾穩(wěn)定度和流值的檢測，滿足國家規(guī)范要求，對瀝青混凝土再生技術(shù)提供一些思路與參考。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料及儀器

舊瀝青混凝土：回收自城市快速路，一級公路標(biāo)準(zhǔn)。原道路瀝青混凝土油石比、配合比未知。

SBS改性瀝青：南京市南京同力建設(shè)瀝青分公司生產(chǎn)。

四氯化碳溶液：南京化工園區(qū)趙橋河南路109號生產(chǎn)，M.P.=-23 ℃，B.P.=76.7 ℃，密度=1.67 g/cm3。

篩分裝置、電熱鼓風(fēng)干燥箱、數(shù)顯混合料攪拌機(jī)、數(shù)顯馬歇爾電動擊實(shí)機(jī)、多功能電動脫模機(jī)、全自動馬歇爾實(shí)驗(yàn)儀等。

1.2 試驗(yàn)方案及內(nèi)容

1)人工擊碎瀝青混凝土塊使其呈碎塊狀，最大塊不超過一枚雞蛋的大小，使瀝青萃取更快速充分。

2)測瀝青混凝土油石比。

通過對萃取劑的篩選比較，選擇較為安全的四氯化碳溶液作為瀝青提取劑。

取三組100 g等重的瀝青混凝土并分別放在燒杯里，做好標(biāo)記，將四氯化碳溶液放進(jìn)量筒里并記錄毫升數(shù)。用點(diǎn)滴法向裝入瀝青混凝土的燒杯里滴入四氯化碳溶液觀測瀝青萃取程度，搖晃燒杯至瀝青萃取完全，計(jì)算滴入溶液的毫升數(shù)。取平均值，與100 g的瀝青混凝土質(zhì)量相比較，即為較合理的四氯化碳萃取SBS-13改性瀝青的比例。

取兩組各為1 500 g的瀝青混凝土為代表，放進(jìn)大號燒杯里。用稍多于四氯化碳溶液計(jì)算量的四氯化碳溶液分別提取兩組混合料里的瀝青。反應(yīng)過程中，封住燒杯口，防止四氯化碳揮發(fā)。待反應(yīng)結(jié)束后，分別稱取兩個(gè)燒杯里固體的質(zhì)量，取平均值，經(jīng)計(jì)算得到油石比。

3)篩分實(shí)驗(yàn)。

將2)中的固體集料分為兩組，每組質(zhì)量為1 314.6 g，進(jìn)行篩分實(shí)驗(yàn)，每個(gè)孔徑的通過率取平均值，得到配合比。

4)制作馬歇爾試件并進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度檢測。

由于回收的瀝青混凝土有限，所以每組馬歇爾穩(wěn)定度檢測不能做足4個(gè)平行實(shí)驗(yàn)。因此，采取兩個(gè)截然不同的再生方法進(jìn)行試驗(yàn)。

試件一：1 150 g舊瀝青混凝土+70 g粒徑小于0.15 mm的細(xì)集料。

試件二：587 g舊瀝青混凝土+593 g級配集料+30 g的SBS改性瀝青。

試件一的舊瀝青混凝土和細(xì)集料采用電熱鼓風(fēng)干燥箱烘熱至190 ℃，加入攪拌機(jī)中攪拌至均勻，取出后用電動擊實(shí)機(jī)分雙面各75次擊實(shí)，用脫模機(jī)脫模，養(yǎng)護(hù)1 d。

試件二的舊瀝青混凝土和級配集料加熱至190 ℃，SBS改性瀝青加熱至170 ℃，加入攪拌機(jī)中攪拌至均勻，取出后用電動擊實(shí)機(jī)分雙面各75次擊實(shí)，用脫模機(jī)脫模，養(yǎng)護(hù)1 d。

待兩個(gè)試件養(yǎng)護(hù)完畢后，分別進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論

1)四氯化碳溶液萃取該組瀝青混凝土里的瀝青合適比例是1 g四氯化碳萃取1 g瀝青。

2)舊瀝青混凝土油石比見表1。

表1 舊瀝青混凝土油石比

計(jì)算后得到的油石比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范里推薦的改性瀝青混凝土油石比5.5%～5.6%，因此推斷，排除實(shí)驗(yàn)誤差導(dǎo)致的影響，路面破損的原因之一可能是集料的磨損減少造成。

3)舊瀝青混凝土集料配合比見表2。

表2 舊瀝青混凝土集料配合比

由篩分實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得，級配條件不符合規(guī)范的原因是由于通過0.15 mm孔徑細(xì)集料過少，假如0.15 mm的通過率為8%左右，則其他各粒徑孔隙的通過率均滿足規(guī)范要求。因此，在做馬歇爾實(shí)驗(yàn)之前，要對細(xì)集料進(jìn)行補(bǔ)充。

4)馬歇爾試件穩(wěn)定度與流值見表3。

表3 馬歇爾試件穩(wěn)定度與流值

通過第一組加入細(xì)集料和第二組實(shí)驗(yàn)新舊料混合加入改性瀝青來看，兩組試件數(shù)據(jù)都滿足規(guī)范要求，但是使用了新改性瀝青的馬歇爾試件，其穩(wěn)定度要略高于未加新瀝青的試件(可能原因是瀝青老化性能下降)。兩組試件都符合新道路穩(wěn)定度和流值的要求。

總結(jié)：瀝青混凝土成功再生，滿足了規(guī)范要求。可以作為再生技術(shù)的參考。瀝青混凝土的再生具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會意義，尚待深入研究。

3 誤差分析

1)瀝青萃取液過濾時(shí)，可能造成細(xì)料損失，使油石比變大，相應(yīng)也影響集料配合比，使得小于0.15 mm的集料減少。

2)舊瀝青混凝土和改性瀝青加熱過程中，可能使瀝青性能降低，致使馬歇爾試件的穩(wěn)定度和流值受到影響。

3)可能出現(xiàn)的操作不規(guī)范造成實(shí)驗(yàn)誤差。

4 推薦研究方向

1)不同萃取劑萃取瀝青的合適比例，例如三氯乙烯等。

2)能使瀝青混凝土使用耐久性更高的油石比、配合比，以及材料種類。

[1] JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊[S].

Discussion on asphalt concrete regeneration technology

Cao Mingjin Zhu Xinlei Du Juan

(SoutheastUniversityChengxianCollege,Nanjing210088,China)

The Recycled Technology of SBS-13 modified asphalt concrete is studied in this paper. In the first experiment, the asphalt concrete asphalt extraction, the asphalt aggregate ratio, initial evaluation of possible causes of pavement damage of asphalt aggregate, then extract the rest of the screening experiment, obtained in the mixture ratio, the reason may be combined with the comprehensive evaluation of road asphalt aggregate ratio of damage. And the asphalt mixture is adjusted and the Marshall test specimen is made accordingly, it will provide reference for similar research in the future.

SBS modified asphalt, screening experiments, Marshall experiment, carbon tetrachloride

1009-6825(2017)20-0117-02

2017-04-21

曹銘津(1996- )，男，在讀本科生； 朱鑫磊(1995- )，男，在讀本科生； 杜 娟(1982- )，女，副教授

TU535

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