熱拌再生瀝青混合料路用性能研究

劉飛

（石家莊市公路橋梁建設集團有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

我國早期道路路面病害較多，有些瀝青道路雖然面層損壞嚴重，但是基層和路基較為完整，只需要對瀝青面層進行維修養(yǎng)護，但是傳統(tǒng)瀝青路面維修并沒有充分利用舊料，而熱拌再生技術是將瀝青路面混合料銑刨后再加入再生劑以及新的瀝青混合料組成再生混合料，經拌和、攤鋪、壓實成型，充分利用舊瀝青材料，節(jié)約資源[1]。故本文依托工程實踐，在試驗路段采用熱拌再生瀝青混合料進行施工，對比再生路面與原路面高溫穩(wěn)定性、壓實度和低溫抗裂性的大小，并結合熱拌再生施工工藝，研究熱拌再生瀝青混合料對路用性能的影響。

1 工程概況

某公路工程起點樁號為K220+000，終點樁號為K1256+000，全線長103.6km，路基寬36m，路基平均填高3.6m，根據對此地段道路水文地質探測結果發(fā)現，當地日交通量較大，由于反復的行車荷載和超載、重載現象，導致瀝青路面出現破損，因此需要對瀝青面層進行處理，否則繼續(xù)使用將會出現各種病害。本文根據施工規(guī)范要求對道路各結構層采取的設計方案如表1所示，并優(yōu)選基層建筑材料，保證施工質量。

表1 公路路面結構層樣式

2 施工工藝

2.1 原材料性能指標檢測

（1）基質瀝青

本文試驗用瀝青選擇某公司生產的基質瀝青，并參考《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20—2011）對其針入度、軟化點和延度三大技術指標進行檢測，結果如表2所示。

表2 基質瀝青技術指標檢測結果

（2）集料

選用花崗巖作為集料碎石，并通過試驗對其堅固性、壓碎值和洛杉磯磨耗值等性能指標進行檢測，結果如表3所示。

表3 集料性能指標檢測結果

2.2 施工準備

施工前需要對原路面進行清掃，掃除路面雜物以及垃圾，保證施工工作面滿足規(guī)范要求。清掃完成后，需要進行路面加熱，路面加熱施工應根據施工時的環(huán)境，夏季施工時路面加熱溫度控制在90~120℃，冬季施工時路面加熱溫度控制在110~130℃，在路面加熱施工前應當對加熱設備進行預熱處理，以達到理想的加熱效果。保證路面預熱溫度及深度滿足施工控制要求。加熱完畢對原路面進行銑刨，銑刨出原路面的瀝青及集料進行再利用。

2.3 混合料的拌和與攤鋪

舊瀝青混合料在拌和前應檢測其指標是否符合施工要求，檢測回收后的舊瀝青的針入度、軟化點、延度等指標，滿足要求后才能投入使用，舊瀝青混合料與新瀝青混合料拌和，再加入再生劑，舊料與新料的拌和施工過程中應保證瀝青混合料的均勻性，保證拌和溫度不低于180℃[2]。

混合料攤鋪施工前，需要對攤鋪機進行預熱處理，攤鋪機運行速度控制在6km/h，對于降雨量較大的地區(qū)，在攤鋪工作完成后，可以在再生層再攤鋪一層2cm的AC型瀝青混合料[3]。

2.4 壓實

熱拌再生路面壓實施工主要包括初壓、復壓和終壓三個階段。初壓采用膠輪壓路機靜壓3遍，復壓采用振動壓路機壓實5遍，終壓采用膠輪壓路機慢壓4遍。壓路機不得在中途停留、轉向或制動。施工結束后，當再生路面表層溫度低于50°C時，即可開放交通[4]。

3 路用性能檢測

3.1 高溫穩(wěn)定性

為研究熱拌再生瀝青混合料對瀝青路面壓實度的影響，先在原路面左側輪跡帶鉆芯取樣，芯樣直徑為10cm、厚度為10cm，并在實驗室內檢測芯樣動穩(wěn)定度。熱拌再生瀝青路面施工完成后，在再生后路面K541+100—K541+600、K640+200—K640+800、K890+900—K891+200左側輪跡帶鉆芯取樣，并在實驗室內檢測芯樣動穩(wěn)定度，并按照式（1）計算芯樣動穩(wěn)定度。4組芯樣動穩(wěn)定度試驗檢測結果如表4所示。再生層厚度與動穩(wěn)定度關系如圖1所示。

式（1）中：DS為動穩(wěn)定度（次/mm）；d1,d2分別為t1,t2時刻對應的變形量（mm）；C1,C2為修正系數，本試驗C1,C2取1.0；N為輪碾速度，取50次/min。

表4 四組芯樣動穩(wěn)定度試驗檢測結果

表4 （續(xù)）

由表4可知，再生前原瀝青路面動穩(wěn)定度只有1 427次/mm，不滿足規(guī)范要求的1 500次/mm，再生后路段K541+100—K541+600動穩(wěn)定度為3 200次/mm，動穩(wěn)定度增加率為124.2%；再生后路段K640+200—K640+800動穩(wěn)定度增加率為112.1%；再生后路段K890+900—K891+200動穩(wěn)定度增加率為124.7%，原瀝青路面動穩(wěn)定度較低，嚴重影響路面使用質量，而再生后試驗路段動穩(wěn)定度分別增加了124.2%、112.1%、124.7%，說明實施熱拌再生瀝青混合料后路面高溫穩(wěn)定性得到明顯改善。

3.2 壓實度

為研究熱拌再生瀝青混合料對瀝青路面壓實性能的影響，本文在試驗路段進行熱拌再生施工，檢測施工前瀝青路面左、右兩側輪跡帶處的壓實度，并檢測再生后試驗路段K241+100—K241+800、K567+100—K467+800、K751+100—K751+800左、右兩側輪跡帶處的壓實度，檢測次數為3次，結果取平均值，檢測結果如表5所示。

表5 試驗路段壓實度檢測結果

由表5可知，再生前原瀝青路面壓實度只有75.7%，再生后路段K241+100—K241+800壓實度為95.1%，壓實度增加率為26.8%；再生后路段K567+100—K467+800壓實度增加率為23.2%；再生后路段K751+100—K751+800壓實度增加率為23.2%，原瀝青路面壓實度較低，表明該路段可能出現離析，影響路面使用質量，而再生后試驗路段壓實度分別增加了26.8%、23.2%、23.2%，說明實施熱拌再生瀝青混合料施工后路面壓實度得到明顯改善。

3.3 低溫抗裂性能

為研究熱拌再生瀝青混合料對路面低溫抗裂性能的影響，本文在試驗路段進行熱拌再生施工，先在原路面K241+100—K241+800、K567+100—K467+800、K751+100—K751+800左側輪跡帶鉆芯取樣，芯樣直徑為10cm、厚度為10cm，切割成半圓。并在再生后試驗路段K241+100—K241+800、K567+100—K467+800、K751+100—K751+800左側輪跡帶鉆芯取樣，在實驗室內設置試驗溫度為-10℃，加速加載速度為50mm/min，對芯樣進行低溫半圓彎曲試驗，檢測結果如表6所示。

表6 3條路段再生前后半圓彎曲試驗結果

由表6可知，路段K241+100—K241+800再生前芯樣斷裂能為466.8J/m2，再生后芯樣斷裂能為511.9J/m2，斷裂能增加了45.1 J/m2；K567+100—K467+800再生前芯樣斷裂能為451.7J/m2，再生后芯樣斷裂能為500.5J/m2，斷裂能增加了48.8J/m2；K751+100—K751+800再生前芯樣斷裂能為488.3J/m2，再生后芯樣斷裂能為741.6J/m2，斷裂能增加了12.3J/m2；再生后試驗路段斷裂能分別增加了9.6%、10.8%、2.1%，實施熱拌再生瀝青混合料后路面低溫抗裂性能得到小幅度改善。

4 結論

瀝青路面熱拌再生技術已經在道路維修養(yǎng)護中廣泛運用。本文依托某工程，通過檢測再生前后瀝青路面高溫穩(wěn)定性能、壓實度和低溫抗裂性能，結果表明：

（1）再生后試驗路段動穩(wěn)定度分別增加了124.2%,112.1%,124.7%；

（2）再生后試驗路段壓實度分別增加了26.8%,23.2%,23.2%；

（3）再生后試驗路段斷裂能分別增加了9.6%,10.8%,2.1%；

（4）采用熱拌再生瀝青混合料后路面高溫穩(wěn)定性和壓實度得到明顯改善，而低溫抗裂性能得到小幅度改善。