泡沫瀝青冷再生混合料配合比設計淺談

劉 美 花

(山西遠方路橋(集團)有限公司，山西 大同　037000)

泡沫瀝青冷再生工藝主要是將原本要廢棄的舊路瀝青混合料進行銑刨破碎，依據規范級配要求確定是否添加新集料，再根據銑刨料級配與新集料級配進行混合料級配設計，按比例加入一定量的泡沫瀝青和水泥作為粘結劑并加入適量的水，在自然環境溫度下，經拌和、攤鋪及整形壓實，重新形成具有一定強度的路面結構層施工工藝。本文借海南西線高速改建工程所用泡沫瀝青廠拌冷再生配合比設計，對確定瀝青發泡溫度，發泡用水量，最佳級配組成，最佳泡沫瀝青用量以及最佳配合比做一簡要介紹。

1　材料

1.1　原材料

本工程所用原材料包括需添加的新集料、原舊路瀝青混合料銑刨料、普通硅酸鹽水泥、70號道路石油瀝青。

1.2　瀝青發泡試驗

對SK70號道路石油瀝青進行發泡，測量其在不同溫度和不同發泡用水量下的膨脹率和半衰期。其中選擇發泡溫度為150 ℃和160 ℃，發泡用水量為1.5%,2.5%,3.5%,4.5%，試驗結果如表1所示。

根據試驗數據，同時考慮膨脹率和半衰期兩個因素，本工程選擇發泡溫度150 ℃，發泡用水量2.5%作為該瀝青的最佳發泡條件。

1.3　各種集料的篩分結果

本工程對原路面進行了不同銑刨速度的RAP料取樣篩分，最終確定本工程采用4 m/min銑刨速度的RAP料進行配合比設計。其篩分結果如表2所示。

表1　瀝青發泡特性

表2　RAP料篩分級配

新集料與水泥篩分試驗結果如表3所示。

表3　新集料與水泥篩分試驗結果

2　級配設計

依據《公路瀝青路面再生技術規范》要求，泡沫瀝青混合料級配要求如表4所示。

表4　泡沫瀝青冷再生混合料(中粒式)設計級配范圍要求

在級配調整和設計過程中，根據級配要求確定需添加一檔(0 mm～5 mm)的新集料。

經反復試配，擬提出兩種級配范圍，具體結果見表5,表6。

表5　初選級配A

表6　初選級配B

在本次配合比設計中，分別選擇最佳泡沫瀝青用量2.0%和2.5%對兩種級配方案在最佳含水量5.0%的情況下成型馬氏試件，并進行15 ℃劈裂試驗、浸水劈裂試驗，如表7所示。

由上述試驗結果得出：干劈裂強度、濕劈裂強度兩項指標級配A均較級配B高，因此設計級配選擇級配A。

3　確定最佳含水量

為確定混合料最佳含水量，依據JTG E40—2007公路土工試驗規程中T0131方法，對級配A混合料進行擊實試驗。由試驗結果得出最佳含水量為5.7%。

4　確定最佳泡沫瀝青用量

在已確定最佳含水量的基礎上，通過馬氏試驗，根據15 ℃劈裂強度和浸水劈裂強度確定最佳泡沫瀝青用量。其試驗結果見表8。

表7　兩種級配不同泡沫瀝青用量下劈裂強度

表8　15 ℃混合料劈裂強度

由表8可知在泡沫瀝青用量為2.5%的情況下，干劈裂強度、濕劈裂強度以及干濕劈裂強度比均能滿足規范要求，因此擬選擇2.5%作為本工程泡沫瀝青混合料的最佳泡沫瀝青用量。

5　各項參數匯總

各項參數匯總表見表9。

表9　各項參數匯總表

6　再生混合料檢驗

對上述試驗數據進行水穩定性驗證，結果如表10所示。

表10　再生混合料檢驗表

7　結語

經過對配合比驗證，確定了最佳的級配設計方案(A)以及最佳含水量和最佳泡沫瀝青用量，對最終確認的各項參數進行驗證，確認符合再生混合料水穩定性規范要求，確定使用該配合比。