溫拌再生新舊瀝青的融合性試驗研究

王鑫應

新鄉市方正公路工程監理咨詢公司，河南 新鄉 453003

溫拌再生新舊瀝青的融合性試驗研究

王鑫應

新鄉市方正公路工程監理咨詢公司，河南 新鄉 453003

新舊瀝青的融合性是溫拌再生瀝青混合技術的重要內容，基于性能試驗來分析混合料的融合性，并從劈裂強度、浸水劈裂強度、凍融前后的劈裂強度等指標分析上，分別從不同舊料摻量上進行常規溫再生和瀝青完全融合溫再生試驗對比。結果顯示，常規溫再生混合料試件的性能指標隨舊料比例的增加而上升，比完全融合溫再生混合料試件的性能指標均高，在舊料摻量小于50%時，融合性能良好。

公路工程；新舊瀝青混合料；廠拌溫再生；融合性

在公路工程建設中，對于回收瀝青路面材料的再生處理越來越受到關注。從技術應用來看，廠拌溫新舊瀝青混合技術工藝所摻入的回收瀝青比例往往較低，國家規范提出的摻配比例為15%-30%，而實際上摻量比例不超20%。廠拌熱再生技術在溫度控制上，新料加熱至200℃，回收舊料加熱至110℃，以單獨烘干模式摻入瀝青混合料拌和鍋。在實際生產中，對回收料的加熱要嚴格把握和控制，如果溫度過高則容易帶來舊料瀝青老化，加劇碳化，還容易粘結提升機，影響正常作業；對于新集料，在溫度控制上也不能過高，以200℃為宜，溫度太高，可能導致新集料變性，影響新集料的強度。由于新集料、回收舊料在伴熱再生中需要控制相應溫度，導致舊料摻入量無法提升。

1 廠拌熱再生與溫拌熱再生工藝研究現狀

在廠拌熱再生技術研究中，因舊料的碳化、送料通道堵塞、摻入量比例受限等原因，影響了廠拌熱再生技術工藝的提升。而對于溫拌熱再生的研究，主要從溫度控制上來打破廠拌熱再生的限制，如通過降低舊料的加熱溫度，來緩解舊料的粘附性，還能降低舊料的老化，為增加舊料的摻入量創造條件。據研究發現，對于溫拌瀝青技術，其表面活性劑能夠降低出料的溫度，使其能夠符合公路施工規范要求，也能夠增強凍融劈裂性能、車轍穩定性等。在溫拌熱再生工藝中，利用表面活性劑來突破30%的舊料摻入比例，有助于提升至40%-50%。孫吉書等人采用Sasobit法溫拌技術，認為在舊料摻入量提升的過程中，對混合料的動穩定性帶來降低，但對于凍融劈裂強度卻能夠得到常規熱拌的性能水平，其不足是在評價性能指標上，僅以常規溫拌再生混合料為主，未考慮新舊瀝青的融合性；章順風等人通過相容性理論，在溫拌新舊混合料研究中，利用濃度梯度來研究拌合過程中不同摻入量的擴散作用，并通過溫拌劑來降低黏結度，減少瀝青老化的擴散，但其不足是對于表面活性劑的使用與瀝青黏結度的關系無法確定；綜觀國內廠拌溫再生、溫拌熱再生研究，還處于探索性階段，對回收舊料的摻入量局限仍未突破，且對于新舊瀝青融合性的研究還不能確定。

2 溫拌熱再生新舊瀝青混合料融合性研究方案

本研究在探討新舊瀝青混合料融合性上，以常規溫再生混合料進行比較，借助于瀝青混合料的路用性能來進行分析。同時，對于完全融合的新舊瀝青，主要是通過抽提、蒸餾回收后，依照相關比例進行加熱并均衡混合；在各混合料的用量上，常規溫再生與完全融合的工況基本一樣。

2.1 原材料及瀝青配比

本研究所選用瀝青為道路石油瀝青70#A級；溫拌添加劑選用工程驗證后的表面活性劑溫拌劑；集料選用10-20mm玄武巖，5-10mm玄武巖，3-5mm石灰巖，及0-3mm石灰巖。在級配比例上，根據現行規范，選擇公路工程常用的AC-16型級配比例。需要說明的是，對于回收舊料瀝青的含量以盡可能接近設定值，由于50%的摻入量較高，對于集料的0.075mm通過率也偏高，導致級配比例偏細。

2.2 溫拌技術應用

為了提升技術實施的可行性，在溫拌技術上，利用溫拌瀝青來代替熱瀝青進行拌和混合料，并通過表面活性劑來控制拌和溫度。對于常規溫拌技術，利用回收舊料先加入拌和鍋，與新集料進行預拌，加熱后再與溫拌混合料進行拌和。在本研究中對于常規溫拌工藝的溫度控制為，新集料的溫度為170℃，舊料摻入量為30%；新集料溫度控制在175℃，舊料摻入量為40%，新集料的溫度控制在180℃，舊料摻入量為50%；對于舊料的溫度分為兩檔，一檔為100℃，另一檔為135℃。對于新舊瀝青完全融合工況分析，先將新集料、舊料進行分開配比，然后混合后加入溫拌添加劑，利用加入方式進行溫拌混合料的拌和，控制加熱溫度，其中集料的溫度控制在150℃，溫拌瀝青的溫度控制在135℃。

2.3 預拌時間控制

由于在實驗室進行試驗中，對于溫再生混合料因在拌制前，在拌和鍋內進行攪拌15-25s，且對舊料中的團結問題進行優化處理，有助于實現新料、舊料在預拌階段混合均勻。因此，在進行后續試驗中，也需要對新集料、舊料進行預拌處理，且預拌25s后再進行溫再生拌制。

2.4 試驗方法的選擇

根據路用瀝青混合料試驗實際，在探討其融合性上，主要采用間接拉伸試驗方法，具體指標有：混合料的劈裂試驗強度、干濕劈裂強度及凍融劈裂強度值。劈裂試驗在實施中，依照試驗方法來制作圓柱體試件，在不同寬度的圓弧壓條作用下，對試件進

▲▲行劈裂破壞試驗。對于間接拉伸勁度模量的試驗，參考CEN歐洲標準，利用CooperNU-14試驗機，對荷載波采用半正矢量處理；同時，在試驗前，利用保溫箱進行準備，15℃保溫4h，對應力水平控制在250kPa，并預先對試件進行脈沖荷載，獲得勁度模量。

3 結果分析

3.1 劈裂強度及浸水劈裂強度分析

在溫再生與完全融合條件下溫再生劈裂強度試驗中，根據不同舊料摻入量的比例，分別對常規條件的溫再生瀝青混合料、完全融合溫再生瀝青混合料的劈裂強度及浸水劈裂強度進行對比。結果顯示，對于摻入量為30%的溫再生混合料，其劈裂強度值、浸水劈裂強度值都大于完全融合瀝青混合料，同時，當舊料摻入量達到40%，以及50%條件下，其強度值對比結果具有一致性。由此可見，對于溫再生瀝青混合料中，盡管兩者都采用相同的瀝青混合總量，但對于常規溫再生工藝，在進行拌合初期，采用熱拌和方式，對集料及舊料的溫度都比較高，且高于溫拌再生溫度，因此，該部分舊料能夠獲得較高的吸收百分率，表現出較好的融合性能；但對于完全融合工藝下，因在新集料抽提，與舊料進行充分融合后，在溫再生模式下，兩者的溫度控制分別為150℃，拌和溫度控制在125℃，與熱拌和相比溫度顯著偏低。因此，溫度較低條件下對新集料和舊料的拌和作用及吸收百分率影響較大，也對兩者的融合性能帶來降低。

3.2 凍融劈裂分析

在進行凍融劈裂分析上，選擇不同舊料摻入量的比例，分別對其進行常規溫再生，完全融合溫再生混合料在凍融條件下的劈裂試驗對比。結果顯示，對于舊料瀝青摻入量為30%的溫再生凍融試驗值，常規溫再生凍融劈裂值均高于完全融合下的凍融劈裂強度，只不過兩者的強度值相近；在舊料摻入量為40%，以及50%時，無論是凍融后劈裂強度還是未凍融前的劈裂強度，常規溫再生的測試結果仍高于完全融合的測試值。需要強調的是，在舊料摻入量達到50%的條件下，利用常規溫再生瀝青混合料的新舊融合性能并未降低。

3.3 間接拉伸模量分析

針對不同摻入量條件下的常規溫再生瀝青混合料與完全融合溫再生瀝青混合料的間接拉伸模量，其測試結果顯示，當摻入量為30%時，常規溫再生間接拉伸模量高于完全融合時的間接拉伸模量9個百分點；當摻入量為40%時，常規溫再生間接拉伸模量高于完全融合時的13個百分點；當摻入量為50%時，常規溫再生間接拉伸模量高于完全融合時的19個百分點。可見，對于常規溫再生條件的新舊瀝青混合料的間接拉伸模量來說，并沒有下降。

4 結論

通過對舊料摻入量分別為30%、40%、50%條件下溫拌瀝青工藝的融合性能進行試驗分析，溫再生瀝青混合料試件的劈裂強度、浸水劈裂強度、未凍融劈裂強度、凍融后劈裂強度值以及間接拉伸模量總體上都隨著回收舊料比例的增加而上升；而對于完全融合條件下的相關性能值來說，常規溫再生的融合性指標普遍高于完全融合條件下的試件性能。

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[3] 閆磊磊.溫拌再生瀝青混合料設計及性能研究[J]. 山東交通科技. 2016(01).

王鑫應（1979-），男，新鄉市方正公路工程監理咨詢公司，現任交通類工程師，主要從事公路工程、監理、試驗等方面工作。