厂拌冷再生沥青混合料路用性能研究

赵 文 美

(黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江 哈尔滨 150040)



厂拌冷再生沥青混合料路用性能研究

赵 文 美

(黑龙江省公路勘察设计院，黑龙江 哈尔滨 150040)

对50%RAP乳化沥青冷再生混合料路用性能进行了试验，介绍了试验所用原材料及配比设计，结合试验方案，对试验结果作了分析，指出试验室内乳化沥青再生混合料需进行60 ℃温度状态下的35 h养生，施工现场需根据环境进行3 d～7 d的自然养生；各水泥剂量乳化沥青冷再生混合料的强度及高温稳定性都能满足施工要求，水泥剂量为1.5%较经济。

冷再生，旧料，劈裂强度，车辙试验

厂拌冷再生技术是指将回收沥青路面材料运至拌和厂，经破碎、筛分后，以一定的比例与新集料、活性填料、水分进行常温拌合，常温铺筑形成路面结构层的沥青路面再生技术。这种施工技术不仅能够利用旧路面的废弃材料，节省筑路材料，还解决了废弃材料对空间的占用及对环境的污染，同时这种现场冷再生还具有简化施工工序等优点。再生后的厂拌冷再生混合料根据其性能和工程情况，可以用于高速公路和一、二级公路沥青下面层及基层、底基层，三、四级公路新建工程和养护工程中的沥青路面面层。因此，冷再生技术可节省投资，获得直接的经济效益，而冷再生与其他传统的施工方法相比，总投资一般可节省40%～50%，除此之外，还可保证生态环境获得社会效益，是一项利国利民的环保型新技术。为了进一步提高冷再生技术的适宜性与可靠性，本文对冷再生沥青混合料的室内路用性能进行深入研究。

1 原材料试验

1.1 冷再生旧料

试验所用的冷再生旧料为哈双国道养护工程中冷再生机械铣刨，对旧料进行沥青抽提试验，结果表明：混合料沥青含量仅为3.15%，集料中的细颗粒增多。对经抽提试验得到的沥青进行指标试验，试验结果见表1。路面在长期使用过程中，路面中的沥青逐渐发生老化，表现为软化点升高，针入度、延度降低；长期的荷载作用以及路面铣刨过程，使沥青混合料中的集料发生破碎，细颗粒增多。因此需要添加一定的新集料以及外加剂使冷再生混合料保持良好的使用性能。

表1 老化沥青指标试验结果

1.2 水泥

为提高冷再生沥青混合料早期强度和水稳定性，在混合料中加入水泥作为辅助再生剂，与乳化沥青一起充当结合料，水泥的掺加量一定时，随着废旧沥青混合料掺量的增加，再生混合料的最大干密度随之增大。根据水泥强度形成机理，本文采用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥。使用之前对其主要指标进行了测试，结果见表2。

1.3 乳化沥青

旧沥青路面主要采用乳化沥青、泡沫沥青或者是无机结合料进行冷再生，本文采用乳化沥青作为主要胶结料。乳化沥青的各项试验指标结果见表3。

1.4 新骨料

除了充分利用旧料，还要加入一定量的新料，以便提高再生混合料的强度及改善级配。粗细新集料和旧沥青路面材料的级配见表4。

表2 32.5号普通硅酸盐技术指标检测结果

表3 冷再生用乳化沥青指标

表4 粗、细新集料和旧沥青路面材料级配表

2 试验方案

根据材料的筛分结果，掺加50%RAP进行冷再生沥青混合料组成设计，级配类型选用AC-20，合成级配曲线见图1。

水泥剂量按1.5%，2.5%，3.5%三种比例变化不同含水量分别进行重型击实试验，得出了最大干密度与最佳含水量，采用25 ℃劈裂试验作为确定混合料最佳油石比的方法，结果见表5。

3 路用性能试验

3.1 试件养生

表5 不同水泥剂量混合料击实试验结果及最佳油石比 %

乳化沥青冷再生混合料在拌和完成后，呈松散状态，即使经过压实也并不能马上形成强度，这与热拌沥青混合料不同。冷再生混合料需经过较长时间的养生，待混合料中的水分散失后才能达到最大强度，为了研究养生期间混合料失水量与时间的关系，采用60 ℃烘箱连续养生，至试件质量基本不再变化为止，绘制试件质量随时间的变化曲线，结果见图2。

由图2可看出，试件在前10 h内质量下降最多，说明在这期间失水最多，而到了35 h，试件质量基本不再下降，说明试件内的水分散失已经达到最大限度，混合料已基本达到最大强度，故在室内试验时，试件成型后，先进行35 h的60 ℃烘箱养生，然后即可进行下一步的试验。现场施工时，在摊铺碾压完成后，应先养生3 d～7 d才可进行下一阶段的施工。

3.2 劈裂强度试验

按照击实试验结果，将用不同水泥剂量稳定的旧沥青混合料试件，经过试件养生后，在选定的试验温度下进行15 ℃劈裂试验、浸水24 h劈裂试验、冻融劈裂试验，检测再生混合料的劈裂强度和水稳定性。实验结果见表6。

表6 不同水泥剂量乳化沥青冷再生混合料劈裂强度比 %

根据表6结果可以看出随着水泥掺加剂量的增加，冷再生混合料的干湿劈裂强度比以及冻融劈裂残留强度比逐渐升高，而且实验结果都大于规范值，从这一点可以看出，该回收旧料乳化沥青冷再生混合料的强度足以满足施工要求。

3.3 车辙试验

车辙试验用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力，供沥青混合料配合比设计的高温稳定性检验使用。实验结果见表7。

表7 乳化沥青冷再生混合料车辙试验结果

由表7可以看出，由于水泥的稳定效果，该回收旧料乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性远超规范值，随着水泥剂量的提高，混合料的动稳定度也随之提高。

根据以上试验结果可以看出，该级配下的各水泥剂量乳化沥青冷再生混合料的强度以及高温稳定性是能够满足施工要求的，但是考虑到经济因素，建议选用水泥剂量为1.5%。

4 结语

本文通过对50%RAP乳化沥青冷再生混合料进行级配设计、路用性能试验的基础上，主要得到如下结论：

1)由于旧料的变异性，需要加入稳定剂/再生剂以及新矿料才能对旧料进行再生。

2)乳化沥青冷再生混合料在拌和完成后，呈松散状态，需经过较长时间的养生，待混合料中的水分散失后才能达到最大强度，一般实验室内需进行60 ℃温度状态下的35 h养生，施工现场需要根据现场环境进行3 d～7 d的自然养生。

3)使用乳化沥青和水泥对废旧沥青混合料进行再生，在合适的配比及施工条件下，冷再生混合料的各项路用性能满足使用要求，但是考虑到经济因素，建议选用水泥剂量为1.5%。

[1]王 丽,魏连雨,刘奎颖.冷再生混合料力学性能试验研究.河北工业大学学报,2003,32(3)：98-102.

[2]赵福友,马有成,唐 鹏.沥青路面冷再生混合料强度性能分析.公路交通科技,2008(10):83-85.

[3]Guidelines for Co ld In2P lace Recycling.Asphalt Recycling and Reclaiming Association, Annapolis,MD,1991.

[4]曹玉超,王文勇.冷再生技术在季冻地区沥青路面改造中的应用.吉林交通科技,2008(2):6-8.

[5]钟梦武,吴超凡.掺加水泥的乳化沥青冷再生沥青混合料的设计方法研究.公路,2008,1(1):195.

[6]马保国,王海峰,李相国.沥青道路冷再生系统中水泥基胶结效应.土木建筑与环境工程,2010(8)：42-48.

Research in the road performance of plant mixed cold recycling asphalt mixture

Zhao Wenmei

(HeilongjiangHighwaySurveyandDesignInstitute,Harbin150040,China)

This paper tested the road performance of 50% RAP emulsified cold recycling asphalt mixture, introduced the experiment used raw materials and mix proportion design, combining with the test scheme, analyzed the test results, pointed out that the indoor emulsified asphalt recycling asphalt mixture should make 35 h preservation under 60 ℃ temperature conditions, the construction site should make 3 d～7 d natural preservation based on environment, the strength and high temperature stability of each cement dosage emulsified asphalt cold recycling mixture could meet the construction requirements, the cement dosage was 1.5%, more economic.

cold recycling, old material, splitting strength, rut test

1009-6825(2015)01-0115-02

2014-10-28

赵文美(1964- )，女，高级工程师

TU535

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