分離冷再生微表處配合比設(shè)計方法

（西安公路研究院，陜西 西安 710065）

隨著瀝青路面養(yǎng)護期的到來，微表處憑借施工簡單、開放交通快以及良好的抗滑、磨耗性能得到了廣泛應用。目前，微表處混合料的乳化瀝青用量采用“圖解法”確定，通過對工程應用的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，微表處配合比設(shè)計的乳化瀝青用量為一個范圍，而且這個范圍較寬。如現(xiàn)場施工過程中乳化瀝青用量的變化較大，則難以保證微表處路面的使用性能。因此，本文在《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》中配合比設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，采用馬歇爾穩(wěn)定度指標研究了分離冷再生微表處混合料的最佳乳化瀝青用量，為分離冷再生微表處配合比設(shè)計提供技術(shù)支撐。

一、分離式再生技術(shù)

（一）分離式再生工藝

廢舊瀝青混合料分離式再生就是通過對其進行除塵、破碎、油石分離和篩分的工藝，將廢舊瀝青和集料分離，并將集料加工成為不同粒徑的道路用礦料。分離式再生工藝主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：將廢舊瀝青混合料送到粗式剝離機，粗式剝離機的高壓噴水機和剝離劑同時對廢舊瀝青混合料進行作用，待廢舊瀝青和石料初步分離后，將粗剝離完成的材料送到細剝離機進行高壓噴水和細剝離，經(jīng)過細剝離的材料由篩分機按照粒徑的大小進行分類。

（二）分離式再生集料的性能

按照《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTG E42-2005）對5～10mm、3～5mm和0～3mm分離再生集料進行物理和力學性能檢測。通過分析數(shù)據(jù)得知，分離式再生集料的壓碎值和洛杉磯磨耗值等力學性能基本上與新集料一致；通過對比對分離式再生集料篩分結(jié)果與規(guī)范中的要求發(fā)現(xiàn)，分離式再生集料性能良好；通過分析分離式再生集料的檢測結(jié)果可知，瀝青路面經(jīng)過長時間的使用，瀝青混合料中的瀝青組分發(fā)生變化，瀝青的品質(zhì)降低，但廢舊集料經(jīng)過分離再生后，集料的物理和力學性能可達到《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中微表處的集料要求。因此，分離式再生集料可以代替新集料用于拌制微表處混合料。

二、現(xiàn)行配合比設(shè)計方法存在的問題

《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》中微表處配合比設(shè)計方法中最重要的步驟就是“圖解法”。對初選的混合料配方在不同的乳化瀝青用量下進行1h濕輪磨耗試驗和負荷輪碾壓試驗，根據(jù)試驗結(jié)果可知，當粘附砂量為450g/m2時，對應的乳化瀝青用量最大，當1h濕輪磨耗值為540g/m2時，對應的乳化瀝青用量最小，從而確定乳化瀝青用量的范圍。

由此可見，采用“圖解法”僅能確定最佳乳化瀝青用量的范圍，而這個范圍往往較為寬泛，因而在實際工程中，最佳乳化瀝青用量的選擇需要依靠工程經(jīng)驗來確定。其次，“圖解法”是單指標設(shè)計，并沒有考慮混合料的路用性能。

三、分離冷再生微表處配合比設(shè)計

（一）分離冷再生微表處配合比設(shè)計方法

1.分析新材料和分離再生集料性能

2.綜合對比可拌和時間和粘聚力指標，確定分離冷再生微表處混合料級配。

3.確定分離再生微表處混合料最佳乳化瀝青用量

（1）通過分析負荷輪粘砂量和濕輪磨耗值，確定乳化瀝青用量的范圍。

（2）保持分離再生微表處混合料總含水量不變，在確定的乳化瀝青用量范圍中變化瀝青用量進行馬歇爾擊實試驗，雙面各擊實75次，在不脫模的情況下放置于60℃烘箱中養(yǎng)生6h后脫模，在常溫下冷卻后測量每個試件的高度，高度應符合規(guī)范中馬歇爾試件的要求。以乳化瀝青用量為橫坐標，馬歇爾穩(wěn)定度為縱坐標繪制關(guān)系圖，馬歇爾穩(wěn)定度指標最大值對應的乳化瀝青用量為最佳配合比用量。當穩(wěn)定度未出現(xiàn)峰值時，以濕輪磨耗試驗和負荷輪粘砂試驗確定的乳化瀝青用量范圍中值為最佳配合比用量。

4.驗證配合比設(shè)計

根據(jù)確定的級配和最佳乳化瀝青用量，對分離再生微表處混合料進行拌和、濕輪磨耗和負荷輪碾壓等相關(guān)性能的試驗，檢驗其是否達到設(shè)計要求。

（二）分離再生微表處配合比設(shè)計案例

1.分離再生微表處混合料試配

拌和時間和粘聚力試驗

分離冷再生微表處混合料的可拌和時間試驗溫度為25℃，濕度為40%，可拌和時間和粘聚力試驗結(jié)果如表1所示。

表1.可拌和時間及粘聚力試驗結(jié)果

試驗結(jié)果表明，微表處試配比例為：5～10mm、3～5mm、0～3mm集料和再生礦粉的比例為27:12:51:10。

2.分離冷再生微表處混合料最佳乳化瀝青用量的確定

（1）濕輪磨耗值和負荷車輪粘附砂量試驗

分離冷再生微表處混合料的濕輪磨耗值和負荷車輪粘附砂量試驗結(jié)果如表2所示。

表2.混合料試驗結(jié)果

（2）乳化瀝青用量范圍的確定

圖1.微表處瀝青用量關(guān)系曲線圖

分析圖1以及濕輪磨耗試驗和負荷輪粘砂試驗結(jié)果，確定乳化瀝青用量范圍為7.1～7.7%。

（3）馬歇爾試驗結(jié)果

根據(jù)馬歇爾試驗結(jié)果，確定的最佳乳化瀝青用量為7.4%。

3.配合比設(shè)計的驗證

根據(jù)分離冷再生微表處的級配和最佳乳化瀝青用量，對分離再生微表處混合料進行拌和、濕輪磨耗和負荷輪碾壓試驗檢測可知，廢舊瀝青混合料再生的5～10mm、3～5mm、0～3mm集料和再生礦粉的比例為27:12:51:10，乳化瀝青用量為7.4%，含水量為8%，分離冷再生微表處混合料的性能達到了《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中微表處的技術(shù)要求。

四、結(jié)語

本文通過對《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中微表處混合料配合設(shè)計方法的分析，提出了在濕輪磨耗和負荷輪碾壓確定的乳化瀝青用量范圍下，采用馬歇爾穩(wěn)定度最大值確定微表處混合料最佳乳化瀝青用量的設(shè)計方法。