瀝青熱再生技術在貴州公路養護中的應用研究

田永婭，敖清文

（1.貴州省公路勘察設計院，貴州 貴陽 550001；2.貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 510001）

0 引言

貴州已建路面破損現象具有普遍性，每年約有12%的瀝青路面需要翻修，舊瀝青路面材料廢棄量每年約220萬t，而這個數字將以每年15%的速度增長，10年之后，舊瀝青混合料每年將達到1000萬t。舊路維修將會產生大量舊瀝青路面材料（RAP），若充分有效利用這些RAP，可以減少環境污染，節約廢舊瀝青混合料堆放場地，合理利用路用資源，降低工程成本。

在分析貴州省的道路養護設備和喀斯特地區路面材料特點的基礎上改進和完善路面再生技術，可使其具有較寬的發展和應用前景。

1 熱再生維修路段路況及維修方案

1.1 進行熱再生路段的路況分析

通過調查發現，貴畢二級公路等路段瀝青路面破壞嚴重，原有表面層瀝青混合料的集料在大交通量和重載車輛的長期磨耗下，其抗滑性能已明顯降低，應立即進行罩面處理，以提高路面的行駛安全性能。經過多年的運營，路面出現了不同程度的病害，包括車轍、波浪擁包、縱橫向裂縫、龜裂、松散、坑槽、沉陷等；部分路面進行了修補，但修補不良病害依然存在。車轍是本路段普遍存在的病害形式，嚴重降低了行車舒適性，并危及行車安全。調查發現，車轍主要發生在行車道上，普遍達到15mm以上。同時，部分路段出現了波浪擁包病害。推移病害大多與車轍病害同時存在，在彎道部分、長上坡路段，推移病害更為明顯。

1.2 熱再生維修方案

本著改善原路面結構承載能力和處理車轍病害的目的，結合實際情況，對目前車轍大于15mm的路段采用就地熱再生原路面上面層6cmAC—16中粒式瀝青混凝土，摻加占總料比例為10%的新拌AC—13瀝青混凝土，能起到調整原路面結構平整度以及設計標高的作用。

2 舊瀝青路面材料（RAP）分析

2.1 RAP的瀝青含量和礦料級配

在維修路段選擇有代表性的取樣點，采用機械切割的方式獲取舊瀝青路面材料（RAP）樣品。將RAP加熱松散，用三氯乙烯充分溶解后進行抽提試驗，測定RAP的瀝青含量和礦料級配。試驗結果見表1。

表1 RAP中礦料級配和瀝青含量試驗結果

RAP中瀝青含量為4.5%，對于AC—16中粒式瀝青混凝土而言，瀝青含量適中；RAP礦料的各篩孔通過率總體符合《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）中AC—16C型瀝青混合料級配走勢，處于規范級配的下限區域內。

2.2 RAP的瀝青結合料性質

采用阿布森法從抽提試驗得到的瀝青與三氯乙烯混合液中回收瀝青，測定回收瀝青的25℃針入度為56（0.1mm）、15℃延度為63cm、軟化點為51℃，由試驗數據可知：舊瀝青路面材料（RAP）樣品瀝青老化程度相對較低，適宜進行就地熱再生。

3 新拌AC—13瀝青混合料及再生劑的選取

3.1 新拌AC—13瀝青混合料介紹

由于所選維修路段瀝青路面車轍病害較嚴重，車轍深度普遍都大于15mm，所以在這些車轍較嚴重路段需要添加一定量的新拌瀝青混合料，以便達到調整標高的目的。本試驗項目采用新拌AC—13瀝青混合料作為添加新材料，AC—13混合料采用A級70＃道路石油瀝青，其所用石油瀝青、粗集料、細集料及填料按照《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）要求控制[1]。

3.2 再生劑的摻量選擇

選用瀝青再生劑，將其按3%、5%、7%的比例（再生劑占回收瀝青的質量百分比）添加到回收瀝青中，攪拌均勻并靜置24h后測定再生瀝青的25℃針入度、15℃延度、軟化點指標，試驗結果見表2。

表2 再生瀝青質量指標

試驗結果表明：隨著再生劑劑量的增加，瀝青明顯軟化，表現為針入度提高、軟化點降低、延度升高，說明再生劑有較好的再生效果。再生劑摻量為3%時，再生瀝青性能針入度可達到70＃瀝青針入度范圍。為了避免過多增加再生劑摻加量后混合料動穩定度受不利影響，瀝青針入度指標恢復至70＃瀝青的針入度范圍即可。因此，再生劑摻量確定為3%。

4 熱再生瀝青混合料配合比設計

4.1 熱再生瀝青混合料再生材料

熱再生瀝青混合料所取舊瀝青路面材料采用機械切割的方式在維修路段選擇代表性的取樣點獲取舊瀝青路面材料（RAP）樣品；添加的新材料為新拌AC—13瀝青混合料；再生劑摻量確定為3%。

4.2 礦料級配組成設計

對各組分礦料進行級配篩分[2]，按照比例進行摻配，工程級配范圍如表3所示。

表3 礦料合成級配組成設計

通過添加新拌AC—13瀝青混合料，再生瀝青混合料的礦料組成級配曲線處于規范要求AC—16級配曲線范圍內，與RAP的篩分級配曲線相比變化不大。因為摻加的新拌AC—13瀝青混凝土比例為10%，基本上不影響RAP的級配曲線。

4.3 最佳瀝青含量

以RAP∶新拌AC—13＝9∶1的比例進行摻配，將得到的新瀝青混合料進行馬歇爾試驗，結果見表4，可知實測的各項技術指標滿足設計要求。

表4 再生瀝青混合料馬歇爾試驗數據表

5 熱再生瀝青混合料路用性能

5.1 熱再生瀝青混合料高溫穩定性

為了檢驗瀝青混合料的目標配合比設計，按照規范要求[1，4]，對所設計的再生瀝青混合料進行了高溫穩定性檢驗，試驗結果見表5。

表5 瀝青混合料高溫穩定性檢驗試驗數據

從表中數據可知，AC—16再生瀝青混合料的動穩定度DS符合規范要求，說明所設計的瀝青混合料是合理的，可以在實際工程中進行應用。在施工過程中再生料的車轍試驗動穩定度可考慮摻加抗車轍劑等措施進行改善。

5.2 熱再生瀝青混合料水穩定性

為了檢驗瀝青混合料的目標配合比，按照規范要求[1，4]，對所設計的再生瀝青混合料進行了水穩定性檢驗，試驗結果見表6。

表6 瀝青混合料水穩定性檢驗試驗數據

從表中數據可知，AC—16再生瀝青混合料的殘留穩定度、凍融劈裂強度比TSR均符合規范要求，說明所設計的瀝青混合料是合理的，可以在實際工程中進行應用。

6 結論

6.1 通過室內試驗可知，再生劑摻量為3%時，再生瀝青性能針入度可達到70＃瀝青針入度范圍，瀝青針入度指標恢復至70＃瀝青的針入度范圍即可。因此，再生劑摻量確定為3%。

6.2 按RAP∶新拌AC—13＝9∶1的比例摻配，進行熱再生瀝青混合料路用性能試驗可知，AC—16再生瀝青混合料的殘留穩定度、凍融劈裂強度比TSR、動穩定度DS均符合規范要求，說明所設計的瀝青混合料是合理的，可以在實際工程中進行應用。

6.3 瀝青再生利用在路面維修及養護領域是一種可行、經濟、有效的手段，可進行應用推廣。

[1]JTJ F40—2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].

[2]JTG E42—2005，公路工程集料試驗規程[S].

[3]JTG D50—2006，公路瀝青路面設計規范[S].

[4]JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].