廠拌熱再生所需廢舊瀝青混合料性能研究

李瑞斌

【摘 要】本文通過試驗系統(tǒng)的研究了熱再生瀝青混合料應(yīng)用時的舊料摻配比例、再生劑的用量和油石比，并對熱再生瀝青混合料的路用性能進行驗證，同時對國道312線養(yǎng)護維修中舊瀝青路面材料的處理與儲存進行了闡述和要求。

【關(guān)鍵詞】再生瀝青混合料；廠拌熱再生；廢舊料

1 廠拌熱再生的配合比設(shè)計

1.1 舊料比例確定

本文把分別以40%、30%、20%、0%的比例依次加入到新料中，舊料摻配率的級配均采用偏向規(guī)范中值來研究，合成相應(yīng)的級配后，進行混合料的試驗，其試驗結(jié)果為：40%的舊料比例時，瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為93%、劈裂強度為85%、動穩(wěn)定度為3125次/mm，彎拉應(yīng)變?yōu)?612；30%的舊料比例時，瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為95%、劈裂強度為847%、動穩(wěn)定度為3095次/mm，彎拉應(yīng)變?yōu)?395；20%的舊料比例時，瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為91.5%、劈裂強度為83.5%、動穩(wěn)定度為2452次/mm，彎拉應(yīng)變?yōu)?761；0%的舊料比例時（全部新材料），瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為94.2%、劈裂強度為85%、動穩(wěn)定度為1878次/mm，彎拉應(yīng)變?yōu)?641。

從表可以看出摻加20%、30%、40%的舊料的再生混合料，瀝青混合料的性能基本可以滿足規(guī)范的要求，對應(yīng)混合料的性能變化來看，舊料摻配率30%內(nèi)再生瀝青混合料的劈裂強度均較新瀝青混合料高，但當摻配率繼續(xù)增加到40%時，其劈裂強度出現(xiàn)了一定程度的降低。隨著舊料摻量的提高，混合料的動穩(wěn)定度提高，但其彎拉應(yīng)變小，表明隨著舊料摻量提高，瀝青混合料的高溫性能提高，而低溫性能降低。因此到路面性能的情況，舊料的摻配比例在30%時最為合適的。

1.2 再生瀝青標號和再生劑用量確定

根據(jù)上文的試驗可知，加入舊料后的瀝青混合料性能與普通熱拌瀝青混合料性能較為接近，因此可將舊料用于熱再生的應(yīng)用。但為了保持再生性能，需要選擇適宜的再生瀝青標號和再生劑。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的要求，熱再生時，新瀝青可選擇70#道路石油瀝青。

再生劑的用量直接影響了瀝青的性能指標，本文試驗時，在廢舊瀝青混合料抽提的回收瀝青中加入8%、10%和13%的再生劑，并對加入再生劑后的瀝青性能指標測試，不同的再生劑用量時，回收瀝青的性能分別如下：8%的再生劑時，瀝青的針入度為61（0.1mm）、15℃延度為8.2cm、軟化點為51℃；10%的再生劑時，瀝青的針入度為66（0.1mm）、15℃延度為15cm、軟化點為49℃；13%的再生劑時，瀝青的針入度為77（0.1mm）、15℃延度為19cm、軟化點為45℃。由于再生劑較為昂貴，再生瀝青的性能指標能夠滿足70#新加瀝青時即可，過多的再生劑造成費用的浪費，從本文的試驗可知，根據(jù)再生劑用量和瀝青性能的關(guān)系，當再生劑用量為11%時，瀝青的性能較好，且較為經(jīng)濟。

1.3 新加瀝青用量的確定

上文已經(jīng)確定的了舊料的摻配率為30%、再生劑的用量為11%，在舊料摻配率確定后，相應(yīng)的回收瀝青用量也就確定，但新加入的瀝青用量需要通過試驗確定。在確定再生瀝青混合料的最佳油石比時，分別按照3.1%、3.6%、4.1%、4.6%和5.1%的油石比成型馬歇爾試件，值得注意的是，該瀝青用量為新加的瀝青與舊料中的回收瀝青的總量。

不同油石比時的瀝青混合料的體積性能指標主要如下：當油石比為3.1%時，試件的毛體積密度為2.423g/cm3、空隙率為7.1%、礦料間隙率為14.2%、瀝青飽和度為50%、穩(wěn)定度為17.1kN、流值為28（0.1mm）；當油石比為3.6%時，試件的毛體積密度為2.441g/cm3、空隙率為5.7%、礦料間隙率為13.9%、瀝青飽和度為59%、穩(wěn)定度為17.3kN、流值為29（0.1mm）；當油石比為4.1%時，試件的毛體積密度為2.465g/cm3、空隙率為4.1%、礦料間隙率為13.5%、瀝青飽和度為69%、穩(wěn)定度為162kN、流值為30（0.1mm）；當油石比為4.6%時，試件的毛體積密度為2.472g/cm3、空隙率為3.1%、礦料間隙率為13.6%、瀝青飽和度為77%、穩(wěn)定度為13.6kN、流值為35（0.1mm）；當油石比為5.1%時，試件的毛體積密度為2.469g/cm3、空隙率為2.6%、礦料間隙率為14.2%、瀝青飽和度為81%、穩(wěn)定度為13.3kN、流值為38（0.1mm）；根據(jù)不同油石比對應(yīng)的體積性能指標和規(guī)范的要求范圍可知，4.1%時的油石比為最佳油石比。

2 熱再生瀝青混合料性能驗證

根據(jù)規(guī)范要求，分別采用30%的回收舊料、11%的再生劑用量和4.1%的油石比，室內(nèi)成型相應(yīng)的試件進行再生瀝青混合料的高溫性能、低溫性能和水穩(wěn)定性能。其試驗結(jié)果為：水穩(wěn)定性試驗時，用浸水馬歇爾試驗檢驗再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，試驗結(jié)果表明殘留穩(wěn)定度為96.1%，滿足大于80%的技術(shù)要求，用劈裂抗拉強度比檢驗再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，試驗結(jié)果表明，劈裂抗拉強度比為85.2%，滿足大于75%的技術(shù)要求。高溫性能試驗時，成型30cm×30cm×5cm的車轍試件，并在60℃、0.7MPa試驗條件下完成車轍試驗，檢驗再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能，動穩(wěn)定度為1719次/mm，符合不小于1000次/mm的要求。對車轍試件脫模完成室內(nèi)滲水試驗，測得的滲水系數(shù)僅為0ml/min，滿足滲水系數(shù)小于120ml/min的技術(shù)要求。低溫性能試驗時，通過實測數(shù)據(jù)確定破壞時的梁底最大彎拉應(yīng)變值為3946，滿足大于2000的技術(shù)要求。

3 舊瀝青路面材料的處理與儲存

在國道312線養(yǎng)護維修中，最為關(guān)鍵的因素是如何對舊瀝青路面材料進行處理和儲存，當這些問題解決后，即可根據(jù)相應(yīng)的摻配率、再生劑用量和最佳油石比進行廠拌混合料的設(shè)計和施工，這些工藝與常規(guī)的熱拌瀝青混合料相差不大。故本文僅對舊瀝青路面材料的處理和儲存要求進行闡述。

3.1 舊瀝青路面材料的回收與預處理

傳統(tǒng)回收方法過程中很難實現(xiàn)面層材料、基層材料及連接層材料的完全分離。若混合料中混入部分舊料中的雜質(zhì)物，那么再生瀝青混合料的性能將受到影響。為了進一步加工回收舊料，首先必須將成塊或成團的刨碎料放入破碎機內(nèi)對其進行破碎。從經(jīng)濟方面考慮選擇采用冷法銑刨或熱法銑刨。若要使拌和廠直接能獲得使用材料可選用冷法銑刨，該方法取料不易凝聚，故這種舊料回收方法是經(jīng)濟易行的回收方法。

3.2 舊瀝青路面材料的破碎與篩分

對于取回的舊料進行破碎，然后對其進行篩分分級，并將原含有的塵土、石粉去除，這一過程即稱為預處理過程。對于板結(jié)或大塊狀的舊瀝青混凝土或者需改善級配瀝青混凝土，均應(yīng)對其進行預處理。為防止瀝青老化加快，一般不對其提早破碎，在需要使用舊料時才對其進行破碎，這樣還能防止粉塵的產(chǎn)生。

3.3 舊瀝青路面材料的儲存與質(zhì)量檢測

在堆放期間，舊瀝青混合料容易發(fā)生結(jié)塊和離析現(xiàn)象。故要嚴格控制進場回收的瀝青路面廢料，回收料的組成和性能應(yīng)及時掌握，這就需對回收料堆進行較頻的試驗測試，確保粒度和性能較均勻的回收料用于再生瀝青混合料生產(chǎn)。因此采用恰當?shù)墓芾矸桨笇厥斩押土蠌U料堆進行管理，為防止舊料的結(jié)塊與離析、瀝青老化，應(yīng)其采取合理措施以確保舊料免受污染及保持干燥。廢料的堆放管理、回收料的堆放管理、加強對回收料堆的試驗檢驗都是常見的銑刨回收廢料的管理方向及方法。

【參考文獻】

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[2]黃建躍，劉先淼.談發(fā)展瀝青再生技術(shù)的幾個關(guān)鍵問題[J].公路，2003（08）.

[責任編輯：湯靜]