溫拌劑在舊瀝青路面就地?zé)嵩偕械膽?yīng)用

李 偉

(中交二公局東萌工程有限公司，陜西 西安 710119)

1 瀝青混合料溫拌技術(shù)概述

瀝青路面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后，相繼出現(xiàn)裂縫、坑槽等病害，不利于車輛的安全通行，此時(shí)瀝青路面就地?zé)嵩偕蔀橹匾奶幚硎侄?，確定破損路面后采取加熱和翻松銑刨處理措施，向既有的瀝青混合料中按適當(dāng)比例摻入再生劑，形成新型瀝青混合料，經(jīng)鋪筑后恢復(fù)路面的完整性。在傳統(tǒng)方式下，就地?zé)嵩偕┕て陂g伴有較明顯的環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)能源消耗量相對(duì)較大，因此，在原方案的基礎(chǔ)上摻入適量溫拌劑，通過(guò)此方式達(dá)到降低施工溫度、保證施工質(zhì)量的效果，由此提出了瀝青混合料溫拌技術(shù)。

跟傳統(tǒng)方式相比較，瀝青混合料溫拌技術(shù)在施工材料方面實(shí)現(xiàn)了升級(jí)，使用到Sasobit溫拌劑，使生產(chǎn)所得的瀝青混合料表現(xiàn)出更好的性能。在公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大的發(fā)展趨勢(shì)下，行業(yè)技術(shù)人員圍繞溫拌劑的性能展開深入探討，認(rèn)為該材料在與瀝青接觸后將使瀝青性能發(fā)生變化，具有顯著的環(huán)保效益，是舊瀝青路面施工中的重要材料。

Sasobit溫拌劑屬于一種新型聚烯烴類，是一種合成的碳?xì)浠衔锘旌衔?。為檢驗(yàn)其技術(shù)性能，使用前可先對(duì)某基質(zhì)瀝青與添加3% Sasobit溫拌劑的某基質(zhì)瀝青進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果表明，Sasobit溫拌劑對(duì)路面材料具有獨(dú)特的改性機(jī)理，使其針入度、軟化點(diǎn)有較大提高，且拌和成型溫度可降低20℃～30℃。而在瀝青熱再生加熱條件下，簡(jiǎn)單攪拌后該溫拌劑即可穩(wěn)定分散于瀝青混合料中，施工拌和溫度為120℃，該溫拌劑添加量為3%的基質(zhì)瀝青，并進(jìn)行瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生施工，以此來(lái)驗(yàn)證添加劑的性能。

2 路面材料及溫拌劑的選擇

2.1 路面材料要求

根據(jù)設(shè)計(jì)資料可知，某段路面集料以輝綠巖為主，運(yùn)用的是SBS改性瀝青，在此條件下的再生級(jí)配關(guān)系如表1所示。此處瀝青再生劑選擇的是RA102型，以舊瀝青質(zhì)量為基準(zhǔn)，取該值的4%作為再生劑的用量標(biāo)準(zhǔn)。

表1 再生料的級(jí)配表

綜合表1內(nèi)容和《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG/T 5521—2019)，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析后得知再生混合料級(jí)配滿足要求。

2.2 溫拌劑的選擇

舊瀝青路面熱再生過(guò)程中，通過(guò)溫拌劑的作用有助于降低溫度，給施工作業(yè)提供良好的溫度環(huán)境。溫拌劑的可選形式有很多，主要類型如下。

1)礦物質(zhì)。通常以沸石粉末為準(zhǔn)，可改善瀝青發(fā)泡效果，形成的泡沫分布在集料間，可作為潤(rùn)滑劑使用，從而保證混合料具有較好的流動(dòng)性。

2)有機(jī)溶劑。通過(guò)合適的有機(jī)物可達(dá)到降低瀝青黏度的效果，保證瀝青具有良好的裹覆性，拌和溫度可降低至合理范圍內(nèi)。

3)表面活性劑。部分化學(xué)物質(zhì)具有表面活性功能，將其按照特定比例摻入混合料后，可以避免集料與瀝青表面摩擦過(guò)度的情況，隨著摩擦阻力的減小，集料拌和效果更佳。

4)泡沫瀝青。通過(guò)適量泡沫瀝青的作用，能夠降低混合料的稠度和拌和溫度，使其具有更良好的流動(dòng)性表現(xiàn)。

溫拌劑的選擇需兼顧施工環(huán)境、再生混合料質(zhì)量要求等多個(gè)方面，本次研究選擇兩種溫拌劑，以便用于對(duì)比分析：Sasobit有機(jī)溫拌劑，黏度(135℃)12 MPa·s，閃點(diǎn)293℃、熔點(diǎn)101℃；Evotherm溫拌劑，密度1.01 g/cm3、pH值7.2，沸點(diǎn)100℃。以舊瀝青質(zhì)量為基準(zhǔn)，各類溫拌劑用量均為該值的4%。

3 溫拌劑對(duì)瀝青混合料指標(biāo)測(cè)試

3.1 關(guān)鍵指標(biāo)測(cè)試

從施工現(xiàn)場(chǎng)取適量舊瀝青混合料，抽提出瀝青后分成三組，具體為瀝青+再生劑+Sasobit溫拌劑、瀝青+再生劑+Evotherm溫拌劑、瀝青+再生劑，分別對(duì)其展開試驗(yàn)，所得結(jié)果如表2所示。

表2 瀝青組合指標(biāo)測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

結(jié)合表2內(nèi)容展開分析，各組瀝青混合料的性能表現(xiàn)良好，均與公路瀝青路面相關(guān)規(guī)范相符，由于溫拌劑的作用，相應(yīng)組別混合料的針入度較小，未摻入溫拌劑的較大，但并無(wú)明顯差異；在30℃試驗(yàn)條件下，相比于摻入溫拌劑的再生劑組而言，存在Evotherm溫拌劑的組別在針入度方面有所減小，具體減小幅度為0.67 mm。各組在軟化點(diǎn)和延度方面的表現(xiàn)幾乎相同，雖然摻入溫拌劑的組別略有降低，但依然可滿足要求。

3.2 瀝青黏度測(cè)試

溫拌劑的顯著特點(diǎn)在于降低瀝青混合料的溫度，在此條件下保證混合料具有較低的黏度，以便給施工作業(yè)創(chuàng)造良好條件[1]。溫拌劑具有潤(rùn)滑劑的作用，盡管瀝青混合料的整體溫度偏低，但其流動(dòng)性依然良好，有助于保證壓實(shí)效果。因此，溫度是重要的變量，該值的變化將帶來(lái)瀝青混合料黏度的改變，具體內(nèi)容見圖1。

圖1 運(yùn)動(dòng)黏度變化趨勢(shì)圖

結(jié)合圖1內(nèi)容展開分析可知，溫拌劑的使用可以改善瀝青的高溫性能，在100℃的試驗(yàn)條件下，相比于不添加組而言，摻入溫拌劑的組別所具有的黏度相對(duì)更低；隨著溫度的升高，當(dāng)溫度為180℃的時(shí)候各組僅存在微小的差別，最大值僅有0.2 Pa·s；以100℃為臨界條件，溫度超過(guò)該值后Sasobit溫拌劑的應(yīng)用效果更加良好，瀝青黏度更低。

3.3 路用性能測(cè)試

溫拌劑性能表現(xiàn)可通過(guò)路用性能來(lái)反映，具體需要考慮高(低)溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性等多個(gè)方面[2]。組織車轍試驗(yàn)，通過(guò)此方式確定動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)；組織小梁彎曲試驗(yàn)，以明確溫拌劑的低溫性能。

確定試驗(yàn)方案：從施工現(xiàn)場(chǎng)取適量舊瀝青混合料，按照30%新瀝青、4%再生劑、4%溫拌劑的比例摻入各類材料，從而得到摻入溫拌劑(2種)和未摻入溫拌劑的組別，共計(jì)3組，根據(jù)規(guī)范制作試件。

1)體積指標(biāo)。檢測(cè)路用性能的必要前提在于確定混合料的體積指標(biāo)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后得知：各組的該項(xiàng)指標(biāo)都滿足要求，其中以Sasobit溫拌劑組的表現(xiàn)更加良好，由于溫拌劑的加入，使混合料的飛散損失相對(duì)更小。

2)高溫性能測(cè)試。熱拌組溫度150℃、溫拌組120℃，分別使用車轍儀測(cè)量各組試件，對(duì)其展開穩(wěn)定度對(duì)比分析。所得結(jié)果表明：通過(guò)溫拌劑的作用，在降低混合料成型溫度的同時(shí)有助于增強(qiáng)高溫?zé)岱€(wěn)定性，其中又以Sasobit溫拌劑組的表現(xiàn)更為良好，并且各組混合料的高溫穩(wěn)定性都滿足要求。

3)低溫性能測(cè)試。從各組中選取試件，經(jīng)過(guò)切割處理后得到彎曲試驗(yàn)小梁，分別展開試驗(yàn)。所得結(jié)果表明：各組混合料的低溫性能都可滿足要求，以熱拌組的表現(xiàn)更為良好。溫拌組的兩種混合料中，又以Sasobit溫拌劑的表現(xiàn)更佳。

4)水穩(wěn)定性測(cè)試。水穩(wěn)定性直接影響到混合料的使用效果，因此準(zhǔn)確分析各組的水穩(wěn)定性表現(xiàn)至關(guān)重要。試驗(yàn)結(jié)果表明：各組混合料的水穩(wěn)定性都可滿足要求，相比之下以Sasobit溫拌劑的表現(xiàn)最佳。

4 溫拌劑路面施工與質(zhì)量檢測(cè)

通過(guò)上述試驗(yàn)，本文認(rèn)為4%的Sasobit溫拌劑在改善混合料性能方面最為可行，創(chuàng)造120℃的拌和溫度環(huán)境，在此條件下組織就地?zé)嵩偕┕ぷ鳂I(yè)，并分析實(shí)際施工效果。試驗(yàn)發(fā)生時(shí)間為初冬，現(xiàn)場(chǎng)溫度偏低。

4.1 具體施工流程

確定試驗(yàn)段，依次完成該處路面的清理、加熱、銑刨作業(yè)，攪拌過(guò)程中摻入4%的Sasobit溫拌劑，期間溫度穩(wěn)定在(120±5)℃，以實(shí)際情況為準(zhǔn)合理調(diào)整再生劑和溫拌劑用量。

4.2 外觀與壓實(shí)度檢測(cè)

就地?zé)嵩偕访媸┕ぷ鳂I(yè)結(jié)束后，可以發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)路段表面較為平整，并不存在開裂、離析現(xiàn)象。從現(xiàn)場(chǎng)取樣并轉(zhuǎn)入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定毛體積密度，再對(duì)其采取烘散處理措施，確定其最大理論相對(duì)密度后，以此為依據(jù)經(jīng)計(jì)算后求得壓實(shí)度。結(jié)果表明：壓實(shí)度均值為95%，最低93%，最高98%，相比于規(guī)范中的92%而言更高，因此滿足要求。

4.3 滲水性檢測(cè)

通過(guò)采樣檢測(cè)的方式掌握施工路段的滲水性表現(xiàn)，從滲水系數(shù)測(cè)試結(jié)果來(lái)看，5個(gè)采樣點(diǎn)的實(shí)測(cè)結(jié)果集中在1～2 mL·min-1，平均值0.8 mL·min-1，完全滿足規(guī)范中“≤300 mL·min-1”的要求，因此，混合料滲水性方面的表現(xiàn)良好。

結(jié)合上述的試驗(yàn)與分析，得知溫拌劑可確保再生混合料維持在較低的溫度狀態(tài)，同時(shí)改善其物理特性，路用性能表現(xiàn)更為良好，有助于提高施工質(zhì)量。按照適當(dāng)?shù)谋壤龘饺霚匕鑴?，再生后舊瀝青的性能得到顯著的改善，各項(xiàng)指標(biāo)都可滿足要求。從室內(nèi)路用性能試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，各類溫拌劑組的瀝青混合料綜合性能都較為良好，其中又以Sasobit溫拌劑的應(yīng)用效果最為顯著，可作為溫拌劑的首選形式。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文從瀝青路面熱再生技術(shù)的基本特征為切入點(diǎn)，圍繞溫拌劑對(duì)于瀝青混合料性能的影響機(jī)制展開探討，認(rèn)為摻入Sasobit溫拌劑的應(yīng)用效果最佳。在路面熱再生技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，由于運(yùn)用到適量的溫拌劑，能夠在確?；旌狭闲阅艿那疤嵯率故┕囟扔兴陆担瑥亩鴮?shí)現(xiàn)節(jié)能、減排的效果，值得被應(yīng)用于瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ぶ小?/p>

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