(重慶交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 重慶 400074)

隨著近二十多年我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，公路交通已進(jìn)入到建設(shè)與養(yǎng)護(hù)并重的階段并逐年向養(yǎng)護(hù)邁進(jìn)，早期的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)一般是挖補(bǔ)重鋪，然后將廢舊瀝青混合料丟棄或填埋，這種做法雖能夠保證新建道路的使用性能，但廢棄的瀝青混合料不僅占用土地，造成浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。隨著重載、超限及超載車輛的不斷增多，公路使用年限的增長(zhǎng)，路面結(jié)構(gòu)性破壞日趨普遍，而稀漿封層、微表處、超薄罩面等養(yǎng)護(hù)技術(shù)并不能有效解決上述問(wèn)題，因此瀝青路面再生技術(shù)將逐漸成為我國(guó)高等級(jí)公路新型養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)的主要方式。

廠拌熱再生較新熱拌瀝青混合料能耗更大，產(chǎn)生同等的有害瀝青煙，不僅污染環(huán)境，也會(huì)危害現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的身心健康。而溫拌瀝青混合料技術(shù)既能達(dá)到與熱拌一樣的路用性能，還能降低混合料的拌合與壓實(shí)溫度，減少有害瀝青煙的排放，節(jié)約能源，又可以避免廢舊瀝青的再次老化，延長(zhǎng)施工時(shí)間，降低工程成本。將溫拌與再生技術(shù)相結(jié)合，形成溫拌再生技術(shù)，綜合各自優(yōu)點(diǎn)，本研究針對(duì)溫拌再生瀝青混合料配合比展開試驗(yàn)研究。

一、原材料

本研究采用SK70#基質(zhì)瀝青，再生劑為自主研發(fā)的針對(duì)基質(zhì)瀝青的RA-2型再生劑。舊料(RAP)為路面上面層銑刨料，設(shè)計(jì)級(jí)配AC-16，本研究的混合料級(jí)配采用AC-13型，根據(jù)AC-13型級(jí)配范圍，選擇石灰?guī)r新集料規(guī)格為0～5mm、5～15mm兩檔，上述材料均滿足規(guī)范要求。

由于表面活性類原材料摻量對(duì)瀝青混合料的體積參數(shù)影響微乎其微，所以，在后續(xù)配方試驗(yàn)過(guò)程中，除溫拌再生劑添加方法、摻量與RA-2再生劑不同外，溫拌再生瀝青混合料的礦料級(jí)配、RA-2再生劑用量和舊料(RAP)摻量均與熱拌再生瀝青混合料相同，即按照熱拌再生瀝青混合料配合比確定溫拌瀝青混合料配合比較為合理。

二、礦料級(jí)配

本研究舊料(RAP)摻量擬定為30%，RA-2再生劑摻量為舊瀝青質(zhì)量的7%。選用的兩檔新集料與舊料(RAP)質(zhì)量百分比為：

0mm-5mm檔：5mm-15mm檔：舊料(RAP)=45：25：30

新集料預(yù)熱溫度為180℃，舊料(RAP)預(yù)熱溫度為130～140℃，熱拌再生混合料拌和溫度為170℃，擊實(shí)溫度為165℃。

表1 級(jí)配組成表

三、最佳瀝青用量

預(yù)估了5個(gè)瀝青含量，每個(gè)瀝青含量成型4個(gè)試件，目標(biāo)空隙率為4.0%，分別確定毛體積相對(duì)密度最大值、穩(wěn)定度最大值、目標(biāo)空隙率對(duì)應(yīng)的瀝青含量a1、a2、a3，計(jì)算OAC1，同時(shí)，以各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(不含VMA)的瀝青含量范圍OACmin～OACmax的中值作為OAC2，最后計(jì)算確定最佳瀝青含量OAC0。AC-13級(jí)配熱拌再生瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2所示，以瀝青含量為橫坐標(biāo)，混合料相關(guān)體積參數(shù)為縱坐標(biāo)，油石比與物理力學(xué)指標(biāo)關(guān)系如圖2.5。

表2 AC-13型級(jí)配馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

圖1 瀝青用量與物理力學(xué)指標(biāo)關(guān)系

按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)規(guī)范要求，從圖2.5可知，毛體積相對(duì)密度對(duì)應(yīng)的瀝青含量a1=4.6%；穩(wěn)定度最大時(shí)對(duì)應(yīng)的瀝青含量a2=4.25%；設(shè)計(jì)目標(biāo)空隙率4.0%時(shí)的瀝青含量a3=4.7%，從而可計(jì)算瀝青含量：

根據(jù)瀝青混合料的馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的油石比范圍OACmin～OACmax，計(jì)算瀝青含量：

根據(jù)OAC1和OAC2綜合確定最佳瀝青含量：

因此，添加RA-2再生劑、舊料摻量30%的AC-13型熱拌再生瀝青混合料最佳瀝青含量為4.55%。

四、結(jié)論

確定出溫拌再生劑WL-1開發(fā)過(guò)程中混合料配合比，即與對(duì)應(yīng)的熱拌再生瀝青混合料配比相同。馬歇爾試驗(yàn)得到最佳瀝青用量為4.55%，在最佳瀝青用量下，熱拌再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗開裂性和水穩(wěn)定性能均滿足規(guī)范要求，為后續(xù)開展溫拌再生劑的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。