道路工程中再生瀝青混合料的應(yīng)用

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摘要：結(jié)合某道路工程項(xiàng)目實(shí)例，從瀝青混合料再生原理、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和再生瀝青混合料試驗(yàn)路段性能等方面入手，分析再生瀝青混合料的主要特征以及瀝青混合料再生技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐證明，再生瀝青混合料在道路工程中的應(yīng)用具有可行性。

關(guān)鍵詞：再生瀝青混合料；配合比設(shè)計(jì)；瀝青抗老化性能；高溫剪切試驗(yàn)

引言

近年來(lái)，我國(guó)部分高速公路瀝青路面即將或已經(jīng)達(dá)到使用壽命，需要對(duì)其進(jìn)行銑刨翻修。針對(duì)目前我國(guó)瀝青路面大面積翻修的情況，為了減少浪費(fèi)、降低污染，可以采用再生瀝青混合料技術(shù)對(duì)廢舊瀝青進(jìn)行回收利用。調(diào)查顯示，目前我國(guó)每年產(chǎn)生的瀝青廢料約為200萬(wàn)t，并且這一數(shù)字還在逐年增大。采用瀝青混合料再生技術(shù)修筑瀝青路面至少能節(jié)省40%左右的原材料費(fèi)用，整體工程造價(jià)可以減少25%~40%。早期瀝青混合料回收率較低，1980年以后，由于設(shè)備的進(jìn)步和環(huán)保理念的普及，瀝青混合料再生技術(shù)受到重視，再生劑、再生瀝青混合料設(shè)計(jì)和再生設(shè)備等多方面的研究取得突破性進(jìn)展[1]，通過(guò)再生能回收瀝青50%以上。瀝青混合料再生技術(shù)是通過(guò)在廢舊瀝青中加入再生劑或基質(zhì)瀝青來(lái)提高老化瀝青流變指數(shù)的過(guò)程。目前我國(guó)瀝青路面主要通過(guò)瀝青熱再生技術(shù)將廢舊瀝青與新瀝青混合攪拌，使其互相滲透，達(dá)到再生效果。

1工程概況

某公路路線總長(zhǎng)14.56km，雙向6車道，由于出現(xiàn)嚴(yán)重的超載，道路承載能力不足，沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命，并出現(xiàn)了大規(guī)模的車轍、裂縫和松散等病害。由于瀝青使用年限不足5年，為節(jié)約成本，擬采用瀝青混合再生技術(shù)對(duì)原道路廢舊瀝青混合料進(jìn)行再生利用。

2原材料

2.1再生劑

瀝青老化是指瀝青在陽(yáng)光、空氣和水等自然因素的作用下，瀝青中的低分子組分轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿咏M分，地瀝青質(zhì)含量增加的過(guò)程[2]。瀝青老化后，黏度會(huì)明顯提升。通過(guò)在老化瀝青中加入再生劑，使老化瀝青黏附性能恢復(fù)。同時(shí)再生劑可以溶解地瀝青質(zhì)，將高分子組分溶解、分散。飽和分和芳香分是再生劑的主要成分，如果在瀝青中加入較多飽和分時(shí)，會(huì)對(duì)其高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性造成影響。因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)于瀝青混合料再生過(guò)程中飽和分的添加量都有明確規(guī)定。本項(xiàng)目對(duì)不同摻量再生劑的再生瀝青物理指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，具體結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2集料

本項(xiàng)目集料采用福建省福鼎市玄武巖碎石。由于通過(guò)再生劑再生利用的瀝青黏度不高，可適當(dāng)添加抗剝落劑。玄武巖碎石呈中性，相較于石灰?guī)r碎石更加耐磨，相比花崗巖更易與瀝青黏結(jié)，且玄武巖本身足夠堅(jiān)硬，與瀝青拌和形成瀝青混合料后能產(chǎn)生較高的強(qiáng)度。碎石的技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

3施工工藝

3.1施工準(zhǔn)備

再生瀝青混合料施工準(zhǔn)備包括原地面的清理、設(shè)備的選擇和配合比設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目對(duì)于原路面面層混合料進(jìn)行洗刨，保留基層[3]。攤鋪時(shí)，清理基層表面，攤鋪前和攤鋪過(guò)程中保持基層表面潔凈。對(duì)于攤鋪和碾壓設(shè)備，應(yīng)在施工前做好調(diào)試，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)故障，影響施工進(jìn)度和導(dǎo)致瀝青混合料老化。配合比設(shè)計(jì)分為目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證。目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)參照級(jí)配表進(jìn)行，保證粗、細(xì)集料搭配合理，避免出現(xiàn)離析。生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)是對(duì)原材料進(jìn)行試拌并對(duì)其進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，確定油石比和最佳瀝青用量。生產(chǎn)配合比驗(yàn)證過(guò)程是將瀝青混合料試鋪，通過(guò)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)等試驗(yàn)，確定標(biāo)準(zhǔn)配合比。

3.2瀝青混合料攤鋪

攤鋪前需要保證運(yùn)料車能及時(shí)卸料，避免因卸料不及時(shí)造成施工延誤。攤鋪時(shí)，采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)勻速、緩慢行進(jìn)，呈梯隊(duì)作業(yè)，均勻攤鋪瀝青混合料，避免出現(xiàn)離析。

3.3瀝青混合料壓實(shí)

壓實(shí)包括初壓、復(fù)壓和終壓。初壓時(shí)，壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)對(duì)路面進(jìn)行初步整平，碾壓過(guò)程中應(yīng)保持與攤鋪機(jī)之間的距離不小于15m。復(fù)壓采用16t膠輪壓路機(jī)，重復(fù)碾壓，碾壓速度控制在2km/h，碾壓輪跡保證重合1/2，避免壓實(shí)不均勻。終壓采用鋼輪壓路機(jī)對(duì)路面輪跡進(jìn)行整平。具體施工設(shè)備見(jiàn)表3。

4性能試驗(yàn)

4.1再生瀝青抗老化性能

再生瀝青是通過(guò)再生劑將廢舊瀝青逆老化過(guò)程獲得，其中老化性能仍然是影響再生瀝青最重要的性能指標(biāo)之一。本項(xiàng)目選用再生劑摻量為12%的再生瀝青進(jìn)行不同老化時(shí)間下的旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，經(jīng)過(guò)薄膜烘箱老化試驗(yàn)后，針入度、殘留延度兩項(xiàng)指標(biāo)降低顯著，相比長(zhǎng)期老化而言，經(jīng)歷短期老化后，瀝青的針入度和殘留延度指標(biāo)下降緩慢。因此可以得出結(jié)論：短期老化后的再生瀝青較為穩(wěn)定，柔韌性較好。

4.2再生瀝青混合料高溫性能

通過(guò)再生瀝青混合料車轍試驗(yàn)，評(píng)價(jià)不同摻量的AC-16再生瀝青混合料的高溫剪切性能，不同摻量下瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。通過(guò)車轍試驗(yàn)結(jié)果可知，再生瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度在1000次/mm以上，表明再生瀝青混合料設(shè)計(jì)級(jí)配填充狀態(tài)良好，瀝青與集料黏附性良好，抵抗車轍能力強(qiáng)。

5結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合某工程實(shí)例，研究再生瀝青混合料在公路工程中的應(yīng)用，并結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)分析再生瀝青混合料的可行性。結(jié)果表明：采用再生瀝青混合料技術(shù)后，路面的老化性能穩(wěn)定并且路面抗車轍性能良好。目前我國(guó)已有部分地區(qū)開(kāi)始采用該項(xiàng)技術(shù)，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，值得在全國(guó)范圍內(nèi)推廣。

參考文獻(xiàn):

[1]朱久幫.溫拌再生混合料生產(chǎn)施工技術(shù)分析[J].四川水泥，2020（11）：69-70.

[2]熊青松.浸透條件下溫拌再生瀝青混合料性能影響評(píng)價(jià)[J].福建交通科技，2020（5）：28-30.

[3]花果.廠拌熱再生瀝青混合料施工工藝及質(zhì)量控制[J].智能城市，2020，6（20）：62-63.

作者：樊放社 單位：石家莊市交建高速公路建設(shè)管理有限公司石衡分公司