厂拌热再生沥青混合料在高速公路路面改造中的配合比设计与研究

(福建省高速公路达通检测有限公司，福州350000)

厂拌热再生沥青混合料在高速公路路面改造中的配合比设计与研究

■郑平辉

(福建省高速公路达通检测有限公司，福州350000)

本文以高速公路路面改造工程为例，详细介绍了厂拌热再生沥青混合料的配合比设计过程，并结合规范要求和试验结果对再生沥青混合料进行路用性能分析。

高速公路路面改造厂拌再生沥青混合料设计配合比

1 工程概况

福建省某高速公路部分地段的主车道、爬坡车道、桥面等沥青混凝土路面均出现不同程度的车辙、推移、坑槽。为保证车辆的行车安全、舒适，高速公路管养单位决定对沿线车辙、推移、坑槽路段进行修复。对于车辙、推移、坑槽、唧浆、纵横向裂缝地段采用铣刨掉9cm或10cm的中上面层，重新铺筑5cm AC-16C型改性沥青混凝土中面层和4cm或5cm AC-16C型改性沥青混凝土上面层，如发现下面层表面有裂缝、唧浆、损坏，应先将下面层处理完后方可进行中上面层的铺筑。路面中上面层挖补段工程量约为16394m2。

翻修重铺产生大量的废旧沥青混合料，这些铣刨得到的废旧沥青混合料达不到路面中上面层技术标准，不能直接用于新路的建造。但若弃之不用，则产生大量的废料，不仅造成了资源的极大浪费，同时也给环境带来一定的污染。

本高速公路路面改造工程采用厂拌热再生技术，对废旧沥青混合料重复利用。由于再生沥青混合料配合比设计决定了整个路面改造工程的成功与否，鉴此本文着重介绍再生沥青混合料的配合比设计的全过程。

2 路面再生沥青混合料的配合比设计

2.1 前期准备

在进行再生沥青混合料配合比设计前，首先获取和处理沥青路面的废旧沥青混合料并对其材料性质进行检测。本项目采用铣刨机械对沥青路面进行一定深度的铣刨，回收得到的沥青材料颗粒较小，且受到了一定的破坏。

回收到废旧沥青混合料后，进行旧料的破碎和筛分，以获得原沥青路面材料的粒径级配曲线，为后来的配合比设计工作奠定基础。破碎石应尽可能避免级配细化以及保证原有级配不遭到破坏。

2.2 配合比设计实施过程

配合比流程如图1所示[6]。

图1 目标配合比设计流程图

2.2.1 原材料检测

在废旧沥青混合料掺配形成再生混合料之前，需要进行原材料检测，其检测项目、方法以及标准应满足《公路沥青再生技术规范》(JTG F41-2008)[7]的相关规定。本项目选用的是AC-16C沥青路面材料，其原材料检测结果如表1至表3所示。

表1 新沥青检测结果

表2 沥青面层用料新集料和RAP检测结果

表3 沥青面层用沥青矿粉检测结果

根据《公路沥青再生技术规范》(JTG F41-2008)，所采用的再生沥青混合料的原材料均满足要求。

2.2.2 RAP级配确定

根据本项目的原材料筛分结果和工程需要，在原有的配合比基础上调整出再生混合料矿料级配，各矿料的组成比例见表4，作为设计配合比中的目标级配。RAP级配情况如表5和图2所示。

表4 再生混合料各种矿料组成比例

图2 混合料级配曲线图

2.2.3 再生沥青混合料马歇尔试验结果分析

根据经验保持热再生混合料的总沥青用量与没有掺加回收沥青路面材料的沥青混合料基本一致，选取在新集料部分添加4.6%初试沥青用量及选定再生混合料矿料级配进行马歇尔性能试验，通过试验结果进行参数分析比较选定设计级配，试验结果如表6。

按上述合成级配，参考目标配合比新集料部分添加4.6%初试沥青用量，则按新集料部分添加沥青用量4.3%、4.6%、4.9%在试验室拌合混合料，击实温度为165℃，成型马歇尔试件并进行马歇尔试验结果见表7。表中马歇尔试件体积特性计算采用实测理论最大相对密度。

表5 沥青面层用沥青矿粉检测结果

表6 再生混合料级配和本项目马歇尔试验结果

表7 成型试件马歇尔试验结果

表6试验结果表明：选取在新集料部分添加4.6%初试沥青用量在选定再生混合料矿料级配时，马歇尔试件的各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)要求。

试验结果表明：目标级配在新集料部分添加4.6%初试沥青用量时，马歇尔试件的各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)要求且较为合适。

2.2.4 再生沥青混合料性能检验

(1)以设计级配用最佳沥青含量4.6%制作马歇尔试件，进行浸水马歇尔试验，以检验其抗水损害能力。试验表明：48h残留稳定度为88.8%，符合≥85%的规范要求。

(2)以设计级配用最佳沥青含量4.6%制作马歇尔试件，进行冻融劈裂试验，以检验其抗水损害能力。试验表明：冻融劈裂抗拉强度比TSR为80.6%，符合≥80%的规范要求。

(3)以设计级配用最佳沥青含量4.6%制作车辙试件，进行车辙试验，以检验其高温稳定性。试验表明：动稳定度为5821次/mm，符合≥2800次/mm的规范要求。

(4)以设计级配用最佳沥青含量4.6%制作旋转压实试件，进行旋转压实试验(205次)，进行空隙率检验，结果见表8。

表8 混合料旋转压实试件体积特性

2.2.5 配合比设计结果

根据以上试验结果，本次热再生混合料目标配合比设计验证的矿料比例、级配与沥青含量如表9至表11所示。

表9 各种矿料组成比例

表10 沥青面层用沥青矿粉检测结果

表11 混合料的体积特性

3 效果评价

在该路面改造过程中，经业主、驻地监理和施工方严格把关，整体工程施工质量有了明显的提高。根据第三方工地试验室的现场检测，检测结果合格率达到100%。整个路面中修工程质量自评结果为94.30分，质量评定结果为合格工程。

整个路面改造过程，废旧沥青路面材料基本回收，新沥青和再生剂用量明显降低，整体造价降低30%左右，具有明显的经济效益。

4 结束语

本文采用马歇尔设计方法对厂拌热再生进行再生沥青混合料配合比设计，并结合高速公路路面改造工程对其混合料性能进行研究，结果表明通过良好的设计，厂拌热再生混合料各项目性能均满足规范要求，进而验证了厂拌热再生技术能够较好地实现废旧沥青混合料再生，从而解决由于道路翻修而造成大量废旧沥青如何处理的问题，有较好的经济效益和环境效益。

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[3]雷润生.基于厂拌热再生技术的再生沥青混合料性能分析[D].重庆交通大学,2015.

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[5]吕伟民,严家伋.沥青路面再生技术[M].北京：人民交通出版社, 1989.

[6]孙祖望.沥青路面养护维修技术的发展与新材料、新工艺、新技术的应用(一)[J].建设机械技术与管理,2004,17(8):22-25.

[7]JTG F41-2008,公路沥青再生技术规范[S].2008.