不同瀝青路面結(jié)構(gòu)層瀝青老化程度研究

李國智

(山西呂梁環(huán)城高速公路管理有限公司，山西 呂梁 033000)

近年來，瀝青路面逐漸從大量新建轉(zhuǎn)向建養(yǎng)并舉，養(yǎng)護(hù)份額越來越大，瀝青路面的廢舊混合料的應(yīng)用越來越提上日程。舊瀝青混合料中舊瀝青的老化程度是廢料再生的關(guān)鍵，所以舊料中舊瀝青的老化研究大幅度增加。舊瀝青路面中路面所用瀝青有SBS改性瀝青、普通瀝青、橡膠瀝青等，同時(shí)在使用過程中，養(yǎng)護(hù)單位對(duì)路面的多次養(yǎng)護(hù)和多次翻修，使路面的瀝青混合料類型、新舊程度、性能等方面均不相同。

研究表明[1-3]，不同時(shí)段修補(bǔ)的路面，老化程度不同，采用不同廠家的瀝青和不同標(biāo)號(hào)的瀝青，回收瀝青的針入度測(cè)試結(jié)果非常接近，但實(shí)際老化程度完全不同并差距甚遠(yuǎn)。部分學(xué)者[4]提出了老化瀝青分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但分析的瀝青樣品相對(duì)較少，尚不能對(duì)多樣化的修補(bǔ)路面的老化程度進(jìn)行合理的老化程度劃分。還有部分學(xué)者[5]對(duì)含有不同SBS改性瀝青的舊瀝青混合料統(tǒng)料混合后進(jìn)行試驗(yàn)，研究統(tǒng)料回收瀝青的老化分級(jí)指標(biāo)及分級(jí)范圍。本文旨在通過寧夏京藏高速現(xiàn)場(chǎng)老化19年的瀝青路面銑刨、回收，確定19年的老化對(duì)路面各層瀝青的老化程度。

1 取樣項(xiàng)目

京藏高速公路改擴(kuò)建右幅某段舊路面病害嚴(yán)重，出現(xiàn)車轍、橫裂、網(wǎng)裂、龜裂、沉降等病害，但部分路段尚未銑刨加鋪，對(duì)尚未銑刨加鋪的路段取樣，取樣層次為舊瀝青路面上、下面層，回收集料、瀝青，并對(duì)其分析老化程度。

2 試驗(yàn)方法

按照上下面層混合料分別銑刨后，采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20—2011)[6]T 0726—2011方法，分別回收各層舊瀝青，測(cè)定混合料級(jí)配、瀝青用量，同時(shí)對(duì)回收瀝青測(cè)定針入度、軟化點(diǎn)、60 ℃動(dòng)力粘度、10 ℃延度，用于評(píng)價(jià)瀝青及混合集料的級(jí)配。老化嚴(yán)重程度采用老化程度增加百分率表征，指老化增加(減少)的幅度與原瀝青對(duì)應(yīng)指標(biāo)值的比值[7]。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

該路面上、下面層分別采用A級(jí)90#克煉普通瀝青、A級(jí)90#蘭煉普通瀝青鋪筑，經(jīng)19年的通車?yán)匣?，取樣試?yàn)結(jié)果見圖1～圖2,表1～表4。

圖1 AC-16級(jí)配曲線圖

圖2 SUP-19級(jí)配曲線圖

表1 上面層瀝青混合料級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果

表2 上面層瀝青試驗(yàn)結(jié)果

表3 下面層瀝青試驗(yàn)結(jié)果

表4 下面層瀝青混合料級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果

瀝青路面老化包括路面施工過程中的短期老化和使用過程的長期老化。瀝青路面上面層以針入度計(jì)，老化程度增加百分率為66.3%；以軟化點(diǎn)計(jì)，老化程度增加百分率為50%；以60 ℃動(dòng)力粘度計(jì)，老化程度增加百分率為3 923.93%；以10 ℃延度計(jì)，老化程度增加百分率為80.3%。設(shè)原瀝青針入度為90(0.1 mm)，則短期老化后針入度比為57%，短期老化后針入度為51.3(0.1 mm)，短期瀝青老化程度增加百分率為43.0%。經(jīng)路面長期老化后，長期瀝青老化程度增加百分率為66.3%(針入度)，依據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG/T 5521—2019)[10]規(guī)定，采用回收瀝青的25 ℃針入度值評(píng)價(jià)回收瀝青混合料的老化程度。所以，上面層瀝青已發(fā)生了較為嚴(yán)重的老化。

瀝青路面下面層以針入度計(jì)，老化程度增加百分率為43.3%；以軟化點(diǎn)計(jì)，老化程度增加百分率為36.4%；以60 ℃動(dòng)力粘度計(jì)，老化程度增加百分率為2 252.7%，以10 ℃延度計(jì)，老化程度增加百分率為70.0%。原瀝青路面攤鋪后，短期老化程度增加百分率為43.0%(針入度)，現(xiàn)經(jīng)長期老化后，長期瀝青老化程度增加百分率為43.3%(針入度)，表明下面層瀝青長期老化程度不明顯。

根據(jù)瀝青混合料級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果表明，上面層2.36 mm篩孔、0.6 mm篩孔、0.3 mm篩孔、0.15 mm篩孔、0.075 mm篩孔超出級(jí)配范圍下限，不符合級(jí)配范圍要求，但總體趨勢(shì)在AC-16級(jí)配范圍之內(nèi)。

根據(jù)瀝青混合料級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果表明，下面層19 mm篩孔、4.75 mm篩孔、0.075 mm篩孔超出級(jí)配范圍下限，但基本符合級(jí)配范圍要求，總體混合料級(jí)配較粗。

4 結(jié) 論

(1)瀝青老化分為施工過程的短期老化和路面使用過程的長期老化，上面層使用19年后總的老化程度增加百分率為66.3%，即從路面攤鋪碾壓完成后到使用19年后，短期老化程度增加百分率為43.0%，長期老化程度增加百分率只增加23.3%，表明上面層瀝青路面老化主要發(fā)生在施工過程中，施工過程中的老化占全壽命周期老化程度的65%，長期老化只占35%。

(2)下面層使用19年后總的老化程度增加百分率為43.3%，即從路面攤鋪碾壓完成后到使用19年后，短期老化程度增加百分率為43.0%，長期老化程度增加百分率只增加0.3%，表明下面層瀝青路面老化主要發(fā)生在施工過程中，長期老化過程不明顯。

(3)從上面層AC-16級(jí)配和下面層SUP-19級(jí)配來看，混合料級(jí)配基本可滿足設(shè)計(jì)級(jí)配范圍，但相對(duì)較粗。