廠拌熱再生瀝青混合料在高速公路路面改造中的配合比設計與研究

(福建省高速公路達通檢測有限公司，福州350000)

廠拌熱再生瀝青混合料在高速公路路面改造中的配合比設計與研究

■鄭平輝

(福建省高速公路達通檢測有限公司，福州350000)

本文以高速公路路面改造工程為例，詳細介紹了廠拌熱再生瀝青混合料的配合比設計過程，并結合規范要求和試驗結果對再生瀝青混合料進行路用性能分析。

高速公路路面改造廠拌再生瀝青混合料設計配合比

1 工程概況

福建省某高速公路部分地段的主車道、爬坡車道、橋面等瀝青混凝土路面均出現不同程度的車轍、推移、坑槽。為保證車輛的行車安全、舒適，高速公路管養單位決定對沿線車轍、推移、坑槽路段進行修復。對于車轍、推移、坑槽、唧漿、縱橫向裂縫地段采用銑刨掉9cm或10cm的中上面層，重新鋪筑5cm AC-16C型改性瀝青混凝土中面層和4cm或5cm AC-16C型改性瀝青混凝土上面層，如發現下面層表面有裂縫、唧漿、損壞，應先將下面層處理完后方可進行中上面層的鋪筑。路面中上面層挖補段工程量約為16394m2。

翻修重鋪產生大量的廢舊瀝青混合料，這些銑刨得到的廢舊瀝青混合料達不到路面中上面層技術標準，不能直接用于新路的建造。但若棄之不用，則產生大量的廢料，不僅造成了資源的極大浪費，同時也給環境帶來一定的污染。

本高速公路路面改造工程采用廠拌熱再生技術，對廢舊瀝青混合料重復利用。由于再生瀝青混合料配合比設計決定了整個路面改造工程的成功與否，鑒此本文著重介紹再生瀝青混合料的配合比設計的全過程。

2 路面再生瀝青混合料的配合比設計

2.1 前期準備

在進行再生瀝青混合料配合比設計前，首先獲取和處理瀝青路面的廢舊瀝青混合料并對其材料性質進行檢測。本項目采用銑刨機械對瀝青路面進行一定深度的銑刨，回收得到的瀝青材料顆粒較小，且受到了一定的破壞。

回收到廢舊瀝青混合料后，進行舊料的破碎和篩分，以獲得原瀝青路面材料的粒徑級配曲線，為后來的配合比設計工作奠定基礎。破碎石應盡可能避免級配細化以及保證原有級配不遭到破壞。

2.2 配合比設計實施過程

配合比流程如圖1所示[6]。

圖1 目標配合比設計流程圖

2.2.1 原材料檢測

在廢舊瀝青混合料摻配形成再生混合料之前，需要進行原材料檢測，其檢測項目、方法以及標準應滿足《公路瀝青再生技術規范》(JTG F41-2008)[7]的相關規定。本項目選用的是AC-16C瀝青路面材料，其原材料檢測結果如表1至表3所示。

表1 新瀝青檢測結果

表2 瀝青面層用料新集料和RAP檢測結果

表3 瀝青面層用瀝青礦粉檢測結果

根據《公路瀝青再生技術規范》(JTG F41-2008)，所采用的再生瀝青混合料的原材料均滿足要求。

2.2.2 RAP級配確定

根據本項目的原材料篩分結果和工程需要，在原有的配合比基礎上調整出再生混合料礦料級配，各礦料的組成比例見表4，作為設計配合比中的目標級配。RAP級配情況如表5和圖2所示。

表4 再生混合料各種礦料組成比例

圖2 混合料級配曲線圖

2.2.3 再生瀝青混合料馬歇爾試驗結果分析

根據經驗保持熱再生混合料的總瀝青用量與沒有摻加回收瀝青路面材料的瀝青混合料基本一致，選取在新集料部分添加4.6%初試瀝青用量及選定再生混合料礦料級配進行馬歇爾性能試驗，通過試驗結果進行參數分析比較選定設計級配，試驗結果如表6。

按上述合成級配，參考目標配合比新集料部分添加4.6%初試瀝青用量，則按新集料部分添加瀝青用量4.3%、4.6%、4.9%在試驗室拌合混合料，擊實溫度為165℃，成型馬歇爾試件并進行馬歇爾試驗結果見表7。表中馬歇爾試件體積特性計算采用實測理論最大相對密度。

表5 瀝青面層用瀝青礦粉檢測結果

表6 再生混合料級配和本項目馬歇爾試驗結果

表7 成型試件馬歇爾試驗結果

表6試驗結果表明：選取在新集料部分添加4.6%初試瀝青用量在選定再生混合料礦料級配時，馬歇爾試件的各項指標均符合《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)要求。

試驗結果表明：目標級配在新集料部分添加4.6%初試瀝青用量時，馬歇爾試件的各項指標均符合《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)要求且較為合適。

2.2.4 再生瀝青混合料性能檢驗

(1)以設計級配用最佳瀝青含量4.6%制作馬歇爾試件，進行浸水馬歇爾試驗，以檢驗其抗水損害能力。試驗表明：48h殘留穩定度為88.8%，符合≥85%的規范要求。

(2)以設計級配用最佳瀝青含量4.6%制作馬歇爾試件，進行凍融劈裂試驗，以檢驗其抗水損害能力。試驗表明：凍融劈裂抗拉強度比TSR為80.6%，符合≥80%的規范要求。

(3)以設計級配用最佳瀝青含量4.6%制作車轍試件，進行車轍試驗，以檢驗其高溫穩定性。試驗表明：動穩定度為5821次/mm，符合≥2800次/mm的規范要求。

(4)以設計級配用最佳瀝青含量4.6%制作旋轉壓實試件，進行旋轉壓實試驗(205次)，進行空隙率檢驗，結果見表8。

表8 混合料旋轉壓實試件體積特性

2.2.5 配合比設計結果

根據以上試驗結果，本次熱再生混合料目標配合比設計驗證的礦料比例、級配與瀝青含量如表9至表11所示。

表9 各種礦料組成比例

表10 瀝青面層用瀝青礦粉檢測結果

表11 混合料的體積特性

3 效果評價

在該路面改造過程中，經業主、駐地監理和施工方嚴格把關，整體工程施工質量有了明顯的提高。根據第三方工地試驗室的現場檢測，檢測結果合格率達到100%。整個路面中修工程質量自評結果為94.30分，質量評定結果為合格工程。

整個路面改造過程，廢舊瀝青路面材料基本回收，新瀝青和再生劑用量明顯降低，整體造價降低30%左右，具有明顯的經濟效益。

4 結束語

本文采用馬歇爾設計方法對廠拌熱再生進行再生瀝青混合料配合比設計，并結合高速公路路面改造工程對其混合料性能進行研究，結果表明通過良好的設計，廠拌熱再生混合料各項目性能均滿足規范要求，進而驗證了廠拌熱再生技術能夠較好地實現廢舊瀝青混合料再生，從而解決由于道路翻修而造成大量廢舊瀝青如何處理的問題，有較好的經濟效益和環境效益。

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[3]雷潤生.基于廠拌熱再生技術的再生瀝青混合料性能分析[D].重慶交通大學,2015.

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[5]呂偉民,嚴家伋.瀝青路面再生技術[M].北京：人民交通出版社, 1989.

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[7]JTG F41-2008,公路瀝青再生技術規范[S].2008.