合徐南改善工程冷再生沥青混合料目标配合比设计研究

摘 要：冷再生沥青混合料可有效延缓水稳反射裂缝发生，减少水损害，而且可充分利用铣刨后的原沥青路面材料，减少新材料的开采，达到了环保节能的效果。文章通过合徐南改善工程大规模地应用乳化沥青厂拌冷再生技术，详细介绍了厂拌冷再生沥青混合料目标配合比的设计过程。对规模化应用与施工冷再生技术起到了一定的作用。

关键词：厂拌；冷再生；配合比设计

一、概述

为了以绿色环保、节能减排，基于改善提高路用性能和资源再生利用的研究，合徐南改善工程大规模的采用厂拌冷再生沥青混合料基层处理方案。厂拌冷再生技术是将铣刨原沥青路面的旧材料，回收到再生拌合厂，经过破碎、筛分，再添加一定比例级配的新集料、乳化沥青、水泥和水，重新拌制，形成满足路用性能要求的再生沥青混合料，经摊铺、压实后作为道路结构层的整套技术。其乳化沥青完全破乳后，再生沥青混合料使用效果与新混合料相当或相近。

二、材料性能检测

（一）RAP检验

1.RAP级配：RAP（Recycled Asphalt Pavement）采用直接筛分方法对铣刨原沥青路面的回收材料进行筛分，分成0-10mm和10-30mm两档，筛分结果见表1。

2.RAP中的沥青老化检测：通过离心式抽提法检测对从RAP中回收的旧沥青混合料进行含量检测，其技术指标见表2。

（二）添加新材料检测

1.石灰岩集料级配：所添加新集料为定远东升宏桥石料厂生产的15-25mm石灰岩集料，经检验，规格的集料各项指标符合要求，具体如表3和表4所示。

2.水泥：水泥采用安徽凤阳P·C32.5缓凝水泥，初凝时间不小于180min，终凝时间不小于360min，用量不超过总质量的2%。

3.矿粉填料：填料采用由石灰石等堿性岩石磨细的矿粉，用量为总质量的2%。筛分及各项指标试验结果见表5和表6。

4.乳化沥青：采用特种改性乳化沥青，各项指标试验结果见表7。

5.拌合用水：拌合用水为普通饮用水。

三、冷再生沥青混合料目标配合比设计

（一）级配选择

合徐南改善工程试验段设计级配参考《公路沥青路面再生技术规范》JTG F41-2008的级配范围，再根据原材料筛分试验结果，掺配结果见表8，级配曲线见图1。冷再生混合料掺配比例为（0-10mmRAP）：（10-30mmRAP）：（15-25mm碎石）：矿粉：水泥 =38%：46%：12%：2%：2%。

（二）最佳液体含量试验

采用旋转压实仪成型试件，试模直径为150mm，成型后试件高度100mm左右，固定乳化沥青用量为3.5%，外加水量分别用1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%进行拌和并成型，60℃烘箱中养生48h，蜡封法测定其毛体积密度。试验结果如下。

从关系曲线得出毛体积密度最大时的液体用量为5.5%，则为最佳液体用量。

（三）最佳油石比的确定

旋转压实试件成型后在60℃烘箱中烘干48h，冷却至室温后进行40℃马歇尔和浸水马歇尔等指标的试验（选择40℃是因为冷再生层位处于路面以下18cm下，该层温度远小于路面温度）其各项指标试验结果见表10。

四、冷再生目标配合比设计验证

乳化沥青冷再生沥青混合料主要应用于道路基层，要求既具有良好的抗变形性能，在交通荷载作用；具有良好的抗裂性，以抵抗荷载对基层的拉应力而导致结构层开裂。同时，还要具有有良好的水稳定性，要求冷再生层不至于因水损害而松散和开裂。

试验结论：根据试验结果表明，冷再生沥青混合料目标配合比设计的各项验证试验均符合《公路沥青路面冷再生技术规范》JTG F41-2008相应的技术要求，能够满足高速公路基层材料使用要求。最终确定目标配比例为：（0-10mmRAP）：（10-30mmRAP）：（15-25mm碎石）：矿粉：水泥=38%：46%：12%：2%：2%，最佳液体含量为5.5%，乳化沥青最佳掺量为3.9%，水掺量为1.6%。

五、冷再生目标配合比设计注意的几个问题

（一）水泥的选用

必须是缓凝水泥，且初凝时间须不小于180min，防止延迟时间过短，再生混合料未完成碾压时水泥已初凝，造成卸料困难和混合料强度的损失。

（二）含水量的控制

因冷再生混合料最佳流体含量为5.5%，考虑到混合料的吸水性以及运输途中的水分蒸发，建议实际外加水量为2-2.5%，总液体用5.5-6.5%。为防止实际碾压施工时沁水现象，RAP必须覆盖保存，其含水量必须严格控制在3%以下。

（三）乳化沥青的选用

为保证冷再生混合料中乳化沥青在摊铺碾压结束后破乳和再生结构层为半柔性，乳化沥青须为慢裂型，蒸发残留物含量不小于65%。

（四）混合料拌合顺序

为保证混合料拌合时均匀性，原材料添加顺序为：首先加入两档RAP，拌合后加入新集料，复拌后加入水泥、矿粉，拌匀后加水，搅匀后最后加入乳化沥青，搅拌约1分钟，拌合后混合料应为未破乳的棕色。

六、结语

在合徐南改善工程建设中，通过冷再生目标配合比这个关键技术设计研究，其路用性能符合公路沥青路面再生技术及沥青混合料试验规程要求。可以指导冷再生技术大规模的应用和施工，达到绿色环保、节能减排；节约投资。优化时效的功效；具有一定的社会效益和经济效益。

参考文献

[1] 中华人民共和国交通部.JTG F41-2008.公路沥青路面再生技术规范[S].2008.

[2] 中华人民共和国交通部.JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].2004.

[3] 中华人民共和国交通部.JTG E20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].2011.

作者简介：陶卫国，安徽省交通控股集团有限公司。