常溫乳化再生廢舊瀝青混合料中老化瀝青技術與應用

摘要：現有的瀝青路面冷再生技術是將回收的瀝青路面材料（RAP）破碎、篩分后作為集料使用。本文通過對常溫下回收瀝青混合料的乳化再生劑進行研究；同時結合大量室內試驗，通過對添加常溫乳化再生劑的再生瀝青混合料與常規的乳化瀝青的冷再生混合料的力學性能進行對比。對比結果表明，采用乳化再生劑常溫下再生回收瀝青混合料中的老化瀝青，各項性能均優于常規的乳化瀝青冷再生混合料。

關鍵詞：瀝青路面 再生 乳化

0 引言

現有的瀝青路面冷再生技術是將回收的瀝青路面材料（RAP）破碎、篩分后作為集料使用[1]。由于RAP中的瀝青沒有得到充分的利用，進而浪費了大量瀝青資源[2]。本文研發了常溫下回收瀝青混合料的乳化再生劑；使得再生瀝青混合料的各項性能均優于常規的乳化瀝青冷再生混合料。

1 試驗原材料

1.1 回收的路面銑刨料RAP

冷再生的第一步是對現有的瀝青路面，根據設計厚度進行分層刨除處理，然后將銑刨料（RAP）運送到拌和廠。在對瀝青路面進行銑刨過程中，對銑刨料的最大粒徑通過一定的措施加以控制，將銑刨料的最大粒徑控制在31.5mm，同時要求拌和廠增加相應的篩分、破碎等設備，進而對銑刨料的超粒徑顆粒進行破碎處理，銑刨料宜篩分成2-3檔，如0-5mm、5-10mm、10-20mm。

在銑刨料自重和高溫的作用下，瀝青面層的銑刨料經過粘結，可以重新構成尺寸較大的顆粒，因此需要控制堆放銑刨料的高度，同時機械設備不能在料堆上停留或碾壓。

如果銑刨料的粒徑比較小，通過采取覆蓋的措施對粒徑較小的銑刨料進行處理，進而減少銑刨料含水量對冷再生混合料質量的影響，通常情況下銑刨料的含水量控制在3.0%。

1.2 溶劑

采用研發的有機溶劑，添加比例為混合礦料（RAP+新集料+水泥）質量的2.0%。

1.3 乳化和改性劑

采用美國進口原料，按照一定比例摻配成。乳化、改性劑添加總比例為混合礦料（RAP+新集料+水泥）質量的0.3%。

2 礦料配合比計算

如表1所示，結合各種礦料的篩分結果，需要配置2種混合料。

通過表1可知，瀝青路面在交通荷載長期的作用下，又經過銑刨機的磨碎處理，一般情況下粒徑較細，同時礦粉的含量也較小，摻配一定量的0～5mm石屑后，設計級配曲線處于AC-20C混合料級配的上下限之間。

3 再生混合料性能評價

3.1 再生混合料體積指標

對于成型的馬歇爾試件進行常溫養生1d處理，同時進行脫模，在60℃進行3d養生，對試件的毛體積相對密度利用表干法進行測定。試驗結果如表2所示。

3.2 再生混合料的馬歇爾穩定度和浸水馬歇爾穩定度

馬歇爾穩定度試驗與浸水馬歇爾穩定度試驗試件養生條件：常溫成型，常溫養生1d，脫模，60℃養生3d，并且后者要在60℃浸水48小時處理。試驗結果如表3所示。

3.3 再生混合料的劈裂強度和浸水劈裂強度（15℃）

劈裂試驗試件與浸水劈裂試驗試件養生條件：常溫成型，常溫養生1d，60℃養生3d，后者要在15℃浸水24小時處理。試驗結果如表4所示。

3.4 再生混合料的凍融劈裂強度

試件的養生條件：常溫成型，常溫養生1d，一組-18℃養生16h， 60℃養生24小時，兩組試件在25℃浸水不少于2h。試驗結果如表5所示。

3.5 再生混合料的高溫穩定性

采用馬歇爾試件相同的密度，輪碾成型車轍試件，常溫1d后脫模，按照標準進行車轍試驗。試驗結果如表6

所示。

4 試驗路施工檢測

試驗段位于安徽省某高速公路K549+880～K550+180，試驗段長度為300m。超高路段、行車道。路面結構如圖1所示。

4.1 再生混合料性能檢測

本次試驗所需試件，均采用現場運輸車上直接取料，試驗室內采用馬歇爾擊實儀，正反雙面75次，擊實成型，待試件養護脫模后，進行試驗。

對馬歇爾試件進行了馬歇爾穩定度、浸水馬歇爾穩定度、劈裂強度、浸水劈裂強度的檢測。馬歇爾穩定度采用40℃恒溫水槽恒溫40min，進行試驗；浸水馬歇爾穩定度采用25℃恒溫水槽23h，再放入40℃恒溫水槽1h，進行試驗；劈裂強度采用15℃恒溫水槽1.5h，進行試驗；浸水劈裂強度采用25℃恒溫水槽浸水23h，再放入15℃恒溫水槽1h，進行試驗。

試驗結果如下：

根據試驗結果分析，馬歇爾穩定度的試驗平均值為8.89kN遠大于瀝青混合料冷再生試驗規程對基層、底基層的要求（不小于4kN）。

馬歇爾殘留穩定度的試驗平均值為93.9%遠大于瀝青混合料冷再生試驗規程對殘留穩定度的要求（不小于75%）。

劈裂強度的試驗平均值為0.46MPa大于瀝青混合料冷再生試驗規程對劈裂強度的要求（不小于0.4MPa）。

浸水劈裂強度比平均值為86.8%大于瀝青混合料冷再生試驗規程對劈裂強度比的要求（不小于75%）。

綜上所述：馬歇爾試件的穩定度，殘留穩定度，劈裂強度，劈裂強度比均滿足冷再生試驗規程要求。

4.2 取芯檢測結果

本次試驗所用芯樣，全部取自合安路冷再生試驗段，養生完成后，對芯樣進行了毛體積密度、最大理論密度、空隙率、劈裂強度試驗。毛體積密度采用表干法進行試驗；最大理論密度采用真空法進行試驗，劈裂強度采用恒溫水箱15℃浸水1.5h，進行試驗。

試驗數據如下：

試驗結果分析比較：芯樣空隙率為9.5%，滿足JTG F41-2008《公路瀝青路面再生技術規范》的技術要求；劈裂強度平均值為0.421MPa，滿足JTG F41-2008《公路瀝青路面再生技術規范》的技術要求（不小于0.4MPa）。

5 結語

本文研究了常溫下回收瀝青混合料的乳化再生劑；利用室內試驗，對比添加常溫乳化再生劑的再生瀝青混合料與常規的乳化瀝青的冷再生混合料之間的力學性能。結果表明，采用該乳化再生劑常溫下再生回收瀝青混合料中的老化瀝青，沒有添加新瀝青的前提下，再生瀝青混合料的性能滿足了《公路瀝青路面再生技術規范》的相關要求，各項性能均優于常規的乳化瀝青冷再生混合料。

參考文獻：

[1]Zhe Sheng Ge，Xi Li，Xiao Qian Hu. Properties of emulsification and recycling of Reclaimed Asphalt Pavement in room temperature[J].Advanced Materials Research （Volumes

446-449）pp.1984-1988，2012.

[2]王昌引，葛折圣，胡曉倩，黃明波.常溫乳化再生回收瀝青混合料的性能[J].科學技術與工程，2011，11（25）：6233-6236.

[3]虎良燕.瀝青混合料高溫穩定性的灰色關聯分析[J].價值工程，2012（14）.