乳化瀝青廠拌冷再生在寧夏京藏改擴建應用研究

王金國

(寧夏交通投資集團有限公司，寧夏 銀川 750000)

1 引 言

隨著我國公路建設逐步進入大面積養護時代，瀝青路面回收用迫在眉睫，乳化瀝青冷再生作為瀝青路面回收利用方案之一，不僅可以降低修路的成本，還可以充分利用資源，變廢為寶，消除“黑色污染”，對我國構建“資源節約型”、“環境友好型”交通發展模式也具有重要意義。

本研究以寧夏京藏改擴建乳化瀝青冷再生路面工程為依托，根據寧夏交通環境和氣候特點，通過乳化瀝青冷再生混合料的應用性能研究，為寧夏地區乳化瀝青冷再生路面的應用提供基礎。

2 原材料性能研究

結合京藏改擴建實際項目情況，所需材料如表1所示。

表1 使用材料來源

2.1 冷再生用礦料試驗研究

按照《公路工程集料試驗規程》(JTG E42-2005)對回收瀝青舊料RAP(0～5)mm、RAP(5～10)mm、RAP(10～30)mm、碎石(15～25)mm及礦粉進行篩分，其中RAP篩分為干篩法試驗，其各項檢測結果見表2。

按照《公路工程集料試驗規程》(JTG E42-2005)確定RAP 含水率，試樣烘干溫度按照45 ℃，其各試驗結果見表3。

表2 各礦料篩分試驗結果

表3 RAP含水率試驗結果

本研究對再生用集料碎石進行了試驗研究，試驗結果如表4所示。

表4 集料驗結果

2.2 乳化瀝青試驗研究

根據寧夏氣候特點，結合京藏改擴建對于再生瀝青路面性能要求，采用現場定制化生產乳化瀝青，其各項檢測結果見表5。

表5 橡膠瀝青檢測結果

2.2 水泥試驗研究

按照《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》(GB/T1346-2011)對乳化瀝青冷再生用水泥進行試驗研究，試驗結果見表6。

表6 水泥驗結果

3 再生混合料級配確定

結合回收料、礦粉的篩分結果，按照《公路瀝青路面再生技術規范》(JTG F41-2008)，采用粗粒式乳化瀝青再生混合料工程設計級配范圍，確定再生混合料各檔礦料比例，根據本項目工程情況，選定級配進行相關試驗研究，見表7、表8所示。

表7 再生混合料配合比

備注：水泥不計入礦料級配，外摻1.5%水泥質量與礦料混合料干質量比。

表8 再生混合料合成級配

圖1 再生混合料級配合成圖

4 再生混合料試驗研究

4.1 最佳預拌水量確定

為接近工程實際，本研究采用擊實試驗，分3層，每層擊實98次，固定乳化瀝青的外摻量為3.5%，水泥外摻1.5%，外加預拌水量分別為礦料混合料干質量2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%，試驗結果見表9，干密度與總含水率的關系如圖2所示，根據圖2確定混合料最佳含水率為4.3%。

表9 不同外加預拌水量下的干密度、總含水率

圖2 干密度和含水率關系圖

4.2 最佳乳化瀝青含量確定

本研究通過馬歇爾試驗、劈裂試驗、孔隙率與乳化瀝青摻量的關系綜合確定乳化瀝青最佳摻量，試驗結果見表10和圖3、圖4、圖5所示。

表10 不同乳化瀝青用量再生混合料性能研究

圖3 毛體積相對密度與乳化瀝青用量關系圖

圖4 毛孔隙率與乳化瀝青用量關系圖

圖5 馬歇爾穩定度與乳化瀝青用量關系圖

按照孔隙率要求7%～12%范圍要求，綜合以上研究結果確定最佳乳化瀝青摻量為3.6%。

4.3 乳化瀝青再生混合料路用性能檢驗

根據以上設計結果，按照最佳乳化瀝青摻量為3.6%，外加預拌水量2.6%，外摻水泥用量1.5%的配合比成型馬歇爾試件，對混合料孔隙率、劈裂強度、凍融劈裂抗拉強度比、動穩定度等路用性能進行檢驗，試驗結果均滿足規范要求，見表11所示。

表11 混合料路用性能試驗結果

5 再生混合料現場鋪裝性能檢測

按照以上混合料進行拌和，現場進行施工，施工完后對壓實度進行檢測，指標滿足要求。壓實度隨機取樣結構為91.8%、90.6%、92.8%(要求≥90%)。

圖6 冷再生碾壓有序 圖7 標冷再生芯樣切割

6 乳化瀝青再生路面經濟社會效益分析

通過研究，采用乳化瀝青再生的瀝青混合料路用性能滿足規范要求，同時，通過將廢舊瀝青路面用于路面施工，可以有效消除“黑色污染”，對我國構建“資源節約型”、“環境友好型”交通發展模式也具有重要意義。

7 結 語

本文結合成京藏改擴建實體路面再生工程，對乳化瀝青再生混合料原材料、級配選取、混合料設計、性能驗證及現場鋪裝性能研究，得出以下結論。

(1)通過配合比設計及相關路用性能研究，表明乳化瀝青再生混合料高溫性能、抗水損害性能及低溫性能等均滿足要求。此外，乳化瀝青再生混合料的應用，可以有效消除“黑色污染”，對我國構建“資源節約型”、“環境友好型”交通發展模式也具有重要意義。具有較大推廣價值。

(2)通過研究給出了乳化瀝青再生配合比設計及性能檢驗過程，明確了乳化瀝青再生混合料檢驗控制要點，為寧夏地區乳化瀝青再生應用提供技術支持及實體參考。