复拌型就地热再生级配设计与性能优化研究

刘 伟

（辽宁省交通厅公路管理局，辽宁 沈阳110005）

复拌型就地热再生级配设计与性能优化研究

刘 伟

（辽宁省交通厅公路管理局，辽宁 沈阳110005）

本文对复拌型就地热再生沥青混合料进行配合比设计。通过室内配合比设计试验，确定再生混合料的级配、油石比，并检验了路用性能。

再生混合料；沥青混合料；基质沥青

1 引 言

目前，我国公路建设已位于世界前列，公路系统也逐渐趋于完善，下一阶段我们的目标主要是放在材料利用方面，而材料再利用是当前较热的一个课题，通过对再生沥青混合料进行设计，提高沥青材料再利用率。本文就是研究沥青路面材料再利用课题。

2 技术要求

再生混合料按照AC-13沥青混合料技术要求进行设计，Marshall试验技术要求双面击实75次，孔隙率4～5%，稳定度MS值不小于10kN，流值在2.0mm～4.0mm之间，沥青饱和度在65%～75%之间。

3 原材料要求

3.1 新沥青

采用A-70号沥青，沥青技术指标试验结果见表1。

表1 沥青指标试验结果

续表

3.2 旧沥青及再生剂

本试验采用的再生剂为RA-F0110，根据委托方要求，再生剂用量为旧沥青质量的3%。旧沥青及再生剂掺量试验结果由委托方提供。

3.3 回收沥青路面材料 （RAP）

将切割的块状回收沥青路面材料在100℃左右烘箱中加热3～4h，使回收路面材料充分分散，采用抽提试验检测RAP的沥青含量和级配组成，由试验结果表明油石比为5.0%，级配筛分结果见表2。

表2 RAP抽提后集料筛分结果

3.4 新集料和矿粉

对添加的新集料和矿粉进行试验，试验结果见表3～表6。

表3 新集料和矿粉筛分结果

表4 粗集料指标检测结果

表5 细集料指标检测结果

表6 矿粉指标检测结果

4 新添加混合料配合比的确定

为达到有效的改善原路面材料级配的目的，需掺入一定比例的新热拌沥青混合料。设计采用AC-13型沥青混合料对原级配予以微调修正，利用上述原材料进行沥青矿料级配曲线设计，经试配，新添加的AC-13型沥青混合料配合比为：9.5～16mm∶4.75～9.5mm∶2.36～4.75mm∶0～2.36mm∶矿粉=34∶32∶7∶23∶4。 经试配， 添加新的AC-13型沥青混合料级配为：9.5～16mm∶4.75～9.5mm∶2.36～4.75mm∶0～2.36mm∶矿粉=34∶32∶7∶23∶4。级配曲线图见图1。

图1 新添加的沥青混合料 （AC-13）级配曲线图

由于原路面面层沥青混合料的油石比偏大，新添加料AC-13的初始油石比选用4.6%。

5 复拌型再生混合料配合比的确定

5.1 新料添加比例的确定

本次试验采用的比例为RAP：新集料=70:30。复拌型沥青混合料的级配曲线图见图2。

图2 复拌型热再生沥青混合料的级配曲线

5.2 新沥青添加量的确定

在旧混合料中添加3%的再生剂 （以旧沥青质量的百分比计）后与新AC-13的矿料按比例混合。新添加A-70号基质沥青，试验结果见表9。

表9 复拌型热再生混合料马歇尔试验结果

最佳油石比确定：

由于密度没有出现峰值，最佳油石比的初始值OAC1=a3=0.04%；

各指标符合表10沥青混合料技术要求的油石比范围OACmin～OACmax=0.0%～0.04%；

OAC2=（OACmin+OACmax）/2=0.02%；

最佳沥青用量OAC=（OAC1+OAC2）/2=0.03%≈0.0%。

表10 最佳沥青用量时马歇尔试验结果

根据试验结果，初步确定最佳新沥青添加量（油石比）为0.0%，即不添加新沥青。

因此，复拌型就地热再生配合比添加3%再生剂 （按旧沥青质量的百分比计）和30%的新AC-13（按总矿料质量的百分比计，油石比4.6%），不再添加新沥青。

6 复拌型再生沥青混合料路用性能检验

根据上述试验结果制备试件，分别进行沥青混合料的各项路用性能检验。试验得到浸水马歇尔残留稳定度86.5%，冻融劈裂实验残留强度比为83.5%，车辙稳定度6570.2，在-10℃低温弯曲试验破坏应变为2056.3με。这些结果满足AC-13使用性能。

7 结论

由本文研究可知，所设计的复拌型热再生沥青混合料满足现行规范的技术指标要求。即采用70%旧沥青路面材料 （按总矿料质量的百分比计，油石比5.0%）+3%再生剂 （按旧沥青质量百分比计）+30%新AC-13（按总矿料质量的百分比计，油石比4.6%）的合成配比。因实际路面施工均匀性存在变异，复拌型就地热再生施工工艺、再生剂、新沥青混合料的用量应经试验段最终确定，并根据现场实际工况作适当调整。

［1］中华人民共和国交通运输部.公路沥青路面设计规范：JTG D50-2017［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［2］中华人民共和国交通运输部.公路工程沥青及沥青混合料试验规程：JTG E20-2011［S］.北京：人民交通出版社，2011.

［3］中华人民共和国交通部.公路工程集料试验规程：JTG E42-2005［S］.北京：人民交通出版社，2005.

［4］中华人民共和国交通运输部.公路沥青路面再生技术规范：JTG F41-2008［S］.北京：人民交通出版社，2008.

Study on Gradation Design and Performance Optimization of Compound Hot in Place Recycling

LIU Wei

This paper studies the mix proportion design of recycled hot mix asphalt mixture.Through indoor mixture ratio design tests,the gradation of recycled mixture and the ratio of asphalt to stone were determined while the road performance was tested.

recycled mixture,asphalt mixture,matrix asphalt

U414.01

A

1008-3812（2017）05-007-03

2017-10-17

刘伟 （1972— ），男，辽宁沈阳人，硕士研究生，高级工程师。研究方向：路面病害防治。