厂拌热再生所需废旧沥青混合料性能研究

李瑞斌

【摘 要】本文通过试验系统的研究了热再生沥青混合料应用时的旧料掺配比例、再生剂的用量和油石比，并对热再生沥青混合料的路用性能进行验证，同时对国道312线养护维修中旧沥青路面材料的处理与储存进行了阐述和要求。

【关键词】再生沥青混合料；厂拌热再生；废旧料

1 厂拌热再生的配合比设计

1.1 旧料比例确定

本文把分别以40%、30%、20%、0%的比例依次加入到新料中，旧料掺配率的级配均采用偏向规范中值来研究，合成相应的级配后，进行混合料的试验，其试验结果为：40%的旧料比例时，沥青混合料的残留稳定度为93%、劈裂强度为85%、动稳定度为3125次/mm，弯拉应变为2612；30%的旧料比例时，沥青混合料的残留稳定度为95%、劈裂强度为847%、动稳定度为3095次/mm，弯拉应变为3395；20%的旧料比例时，沥青混合料的残留稳定度为91.5%、劈裂强度为83.5%、动稳定度为2452次/mm，弯拉应变为2761；0%的旧料比例时（全部新材料），沥青混合料的残留稳定度为94.2%、劈裂强度为85%、动稳定度为1878次/mm，弯拉应变为2641。

从表可以看出掺加20%、30%、40%的旧料的再生混合料，沥青混合料的性能基本可以满足规范的要求，对应混合料的性能变化来看，旧料掺配率30%内再生沥青混合料的劈裂强度均较新沥青混合料高，但当掺配率继续增加到40%时，其劈裂强度出现了一定程度的降低。随着旧料掺量的提高，混合料的动稳定度提高，但其弯拉应变小，表明随着旧料掺量提高，沥青混合料的高温性能提高，而低温性能降低。因此到路面性能的情况，旧料的掺配比例在30%时最为合适的。

1.2 再生沥青标号和再生剂用量确定

根据上文的试验可知，加入旧料后的沥青混合料性能与普通热拌沥青混合料性能较为接近，因此可将旧料用于热再生的应用。但为了保持再生性能，需要选择适宜的再生沥青标号和再生剂。根据现行规范的要求，热再生时，新沥青可选择70#道路石油沥青。

再生剂的用量直接影响了沥青的性能指标，本文试验时，在废旧沥青混合料抽提的回收沥青中加入8%、10%和13%的再生剂，并对加入再生剂后的沥青性能指标测试，不同的再生剂用量时，回收沥青的性能分别如下：8%的再生剂时，沥青的针入度为61（0.1mm）、15℃延度为8.2cm、软化点为51℃；10%的再生剂时，沥青的针入度为66（0.1mm）、15℃延度为15cm、软化点为49℃；13%的再生剂时，沥青的针入度为77（0.1mm）、15℃延度为19cm、软化点为45℃。由于再生剂较为昂贵，再生沥青的性能指标能够满足70#新加沥青时即可，过多的再生剂造成费用的浪费，从本文的试验可知，根据再生剂用量和沥青性能的关系，当再生剂用量为11%时，沥青的性能较好，且较为经济。

1.3 新加沥青用量的确定

上文已经确定的了旧料的掺配率为30%、再生剂的用量为11%，在旧料掺配率确定后，相应的回收沥青用量也就确定，但新加入的沥青用量需要通过试验确定。在确定再生沥青混合料的最佳油石比时，分别按照3.1%、3.6%、4.1%、4.6%和5.1%的油石比成型马歇尔试件，值得注意的是，该沥青用量为新加的沥青与旧料中的回收沥青的总量。

不同油石比时的沥青混合料的体积性能指标主要如下：当油石比为3.1%时，试件的毛体积密度为2.423g/cm3、空隙率为7.1%、矿料间隙率为14.2%、沥青饱和度为50%、稳定度为17.1kN、流值为28（0.1mm）；当油石比为3.6%时，试件的毛体积密度为2.441g/cm3、空隙率为5.7%、矿料间隙率为13.9%、沥青饱和度为59%、稳定度为17.3kN、流值为29（0.1mm）；当油石比为4.1%时，试件的毛体积密度为2.465g/cm3、空隙率为4.1%、矿料间隙率为13.5%、沥青饱和度为69%、稳定度为162kN、流值为30（0.1mm）；当油石比为4.6%时，试件的毛体积密度为2.472g/cm3、空隙率为3.1%、矿料间隙率为13.6%、沥青饱和度为77%、稳定度为13.6kN、流值为35（0.1mm）；当油石比为5.1%时，试件的毛体积密度为2.469g/cm3、空隙率为2.6%、矿料间隙率为14.2%、沥青饱和度为81%、稳定度为13.3kN、流值为38（0.1mm）；根据不同油石比对应的体积性能指标和规范的要求范围可知，4.1%时的油石比为最佳油石比。

2 热再生沥青混合料性能验证

根据规范要求，分别采用30%的回收旧料、11%的再生剂用量和4.1%的油石比，室内成型相应的试件进行再生沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能。其试验结果为：水稳定性试验时，用浸水马歇尔试验检验再生沥青混合料的水稳定性能，试验结果表明残留稳定度为96.1%，满足大于80%的技术要求，用劈裂抗拉强度比检验再生沥青混合料的水稳定性能，试验结果表明，劈裂抗拉强度比为85.2%，满足大于75%的技术要求。高温性能试验时，成型30cm×30cm×5cm的车辙试件，并在60℃、0.7MPa试验条件下完成车辙试验，检验再生沥青混合料的高温稳定性能，动稳定度为1719次/mm，符合不小于1000次/mm的要求。对车辙试件脱模完成室内渗水试验，测得的渗水系数仅为0ml/min，满足渗水系数小于120ml/min的技术要求。低温性能试验时，通过实测数据确定破坏时的梁底最大弯拉应变值为3946，满足大于2000的技术要求。

3 旧沥青路面材料的处理与储存

在国道312线养护维修中，最为关键的因素是如何对旧沥青路面材料进行处理和储存，当这些问题解决后，即可根据相应的掺配率、再生剂用量和最佳油石比进行厂拌混合料的设计和施工，这些工艺与常规的热拌沥青混合料相差不大。故本文仅对旧沥青路面材料的处理和储存要求进行阐述。

3.1 旧沥青路面材料的回收与预处理

传统回收方法过程中很难实现面层材料、基层材料及连接层材料的完全分离。若混合料中混入部分旧料中的杂质物，那么再生沥青混合料的性能将受到影响。为了进一步加工回收旧料，首先必须将成块或成团的刨碎料放入破碎机内对其进行破碎。从经济方面考虑选择采用冷法铣刨或热法铣刨。若要使拌和厂直接能获得使用材料可选用冷法铣刨，该方法取料不易凝聚，故这种旧料回收方法是经济易行的回收方法。

3.2 旧沥青路面材料的破碎与筛分

对于取回的旧料进行破碎，然后对其进行筛分分级，并将原含有的尘土、石粉去除，这一过程即称为预处理过程。对于板结或大块状的旧沥青混凝土或者需改善级配沥青混凝土，均应对其进行预处理。为防止沥青老化加快，一般不对其提早破碎，在需要使用旧料时才对其进行破碎，这样还能防止粉尘的产生。

3.3 旧沥青路面材料的储存与质量检测

在堆放期间，旧沥青混合料容易发生结块和离析现象。故要严格控制进场回收的沥青路面废料，回收料的组成和性能应及时掌握，这就需对回收料堆进行较频的试验测试，确保粒度和性能较均匀的回收料用于再生沥青混合料生产。因此采用恰当的管理方案对回收堆和料废料堆进行管理，为防止旧料的结块与离析、沥青老化，应其采取合理措施以确保旧料免受污染及保持干燥。废料的堆放管理、回收料的堆放管理、加强对回收料堆的试验检验都是常见的铣刨回收废料的管理方向及方法。

【参考文献】

[1]黄煜镔，吕伟民，周小平.沥青路面再生技术的原理与应用[J].重庆建筑大学学报，2004（06）.

[2]黄建跃，刘先淼.谈发展沥青再生技术的几个关键问题[J].公路，2003（08）.

[责任编辑：汤静]