李 偉
(中交二公局東萌工程有限公司,陜西 西安 710119)
瀝青路面經過長時間使用后,相繼出現裂縫、坑槽等病害,不利于車輛的安全通行,此時瀝青路面就地熱再生成為重要的處理手段,確定破損路面后采取加熱和翻松銑刨處理措施,向既有的瀝青混合料中按適當比例摻入再生劑,形成新型瀝青混合料,經鋪筑后恢復路面的完整性。在傳統方式下,就地熱再生施工期間伴有較明顯的環境污染問題,同時能源消耗量相對較大,因此,在原方案的基礎上摻入適量溫拌劑,通過此方式達到降低施工溫度、保證施工質量的效果,由此提出了瀝青混合料溫拌技術。
跟傳統方式相比較,瀝青混合料溫拌技術在施工材料方面實現了升級,使用到Sasobit溫拌劑,使生產所得的瀝青混合料表現出更好的性能。在公路建設規模持續擴大的發展趨勢下,行業技術人員圍繞溫拌劑的性能展開深入探討,認為該材料在與瀝青接觸后將使瀝青性能發生變化,具有顯著的環保效益,是舊瀝青路面施工中的重要材料。
Sasobit溫拌劑屬于一種新型聚烯烴類,是一種合成的碳氫化合物混合物。為檢驗其技術性能,使用前可先對某基質瀝青與添加3% Sasobit溫拌劑的某基質瀝青進行試驗對比,結果表明,Sasobit溫拌劑對路面材料具有獨特的改性機理,使其針入度、軟化點有較大提高,且拌和成型溫度可降低20℃~30℃。而在瀝青熱再生加熱條件下,簡單攪拌后該溫拌劑即可穩定分散于瀝青混合料中,施工拌和溫度為120℃,該溫拌劑添加量為3%的基質瀝青,并進行瀝青路面現場熱再生施工,以此來驗證添加劑的性能。
根據設計資料可知,某段路面集料以輝綠巖為主,運用的是SBS改性瀝青,在此條件下的再生級配關系如表1所示。此處瀝青再生劑選擇的是RA102型,以舊瀝青質量為基準,取該值的4%作為再生劑的用量標準。

表1 再生料的級配表
綜合表1內容和《公路瀝青路面再生技術規范》(JTG/T 5521—2019),經過對比分析后得知再生混合料級配滿足要求。
舊瀝青路面熱再生過程中,通過溫拌劑的作用有助于降低溫度,給施工作業提供良好的溫度環境。溫拌劑的可選形式有很多,主要類型如下。
1)礦物質。通常以沸石粉末為準,可改善瀝青發泡效果,形成的泡沫分布在集料間,可作為潤滑劑使用,從而保證混合料具有較好的流動性。
2)有機溶劑。通過合適的有機物可達到降低瀝青黏度的效果,保證瀝青具有良好的裹覆性,拌和溫度可降低至合理范圍內。
3)表面活性劑。部分化學物質具有表面活性功能,將其按照特定比例摻入混合料后,可以避免集料與瀝青表面摩擦過度的情況,隨著摩擦阻力的減小,集料拌和效果更佳。
4)泡沫瀝青。通過適量泡沫瀝青的作用,能夠降低混合料的稠度和拌和溫度,使其具有更良好的流動性表現。
溫拌劑的選擇需兼顧施工環境、再生混合料質量要求等多個方面,本次研究選擇兩種溫拌劑,以便用于對比分析:Sasobit有機溫拌劑,黏度(135℃)12 MPa·s,閃點293℃、熔點101℃;Evotherm溫拌劑,密度1.01 g/cm3、pH值7.2,沸點100℃。以舊瀝青質量為基準,各類溫拌劑用量均為該值的4%。
從施工現場取適量舊瀝青混合料,抽提出瀝青后分成三組,具體為瀝青+再生劑+Sasobit溫拌劑、瀝青+再生劑+Evotherm溫拌劑、瀝青+再生劑,分別對其展開試驗,所得結果如表2所示。

表2 瀝青組合指標測試結果統計表
結合表2內容展開分析,各組瀝青混合料的性能表現良好,均與公路瀝青路面相關規范相符,由于溫拌劑的作用,相應組別混合料的針入度較小,未摻入溫拌劑的較大,但并無明顯差異;在30℃試驗條件下,相比于摻入溫拌劑的再生劑組而言,存在Evotherm溫拌劑的組別在針入度方面有所減小,具體減小幅度為0.67 mm。各組在軟化點和延度方面的表現幾乎相同,雖然摻入溫拌劑的組別略有降低,但依然可滿足要求。
溫拌劑的顯著特點在于降低瀝青混合料的溫度,在此條件下保證混合料具有較低的黏度,以便給施工作業創造良好條件[1]。溫拌劑具有潤滑劑的作用,盡管瀝青混合料的整體溫度偏低,但其流動性依然良好,有助于保證壓實效果。因此,溫度是重要的變量,該值的變化將帶來瀝青混合料黏度的改變,具體內容見圖1。

圖1 運動黏度變化趨勢圖
結合圖1內容展開分析可知,溫拌劑的使用可以改善瀝青的高溫性能,在100℃的試驗條件下,相比于不添加組而言,摻入溫拌劑的組別所具有的黏度相對更低;隨著溫度的升高,當溫度為180℃的時候各組僅存在微小的差別,最大值僅有0.2 Pa·s;以100℃為臨界條件,溫度超過該值后Sasobit溫拌劑的應用效果更加良好,瀝青黏度更低。
溫拌劑性能表現可通過路用性能來反映,具體需要考慮高(低)溫穩定性、水穩性等多個方面[2]。組織車轍試驗,通過此方式確定動穩定系數;組織小梁彎曲試驗,以明確溫拌劑的低溫性能。
確定試驗方案:從施工現場取適量舊瀝青混合料,按照30%新瀝青、4%再生劑、4%溫拌劑的比例摻入各類材料,從而得到摻入溫拌劑(2種)和未摻入溫拌劑的組別,共計3組,根據規范制作試件。
1)體積指標。檢測路用性能的必要前提在于確定混合料的體積指標,經過試驗后得知:各組的該項指標都滿足要求,其中以Sasobit溫拌劑組的表現更加良好,由于溫拌劑的加入,使混合料的飛散損失相對更小。
2)高溫性能測試。熱拌組溫度150℃、溫拌組120℃,分別使用車轍儀測量各組試件,對其展開穩定度對比分析。所得結果表明:通過溫拌劑的作用,在降低混合料成型溫度的同時有助于增強高溫熱穩定性,其中又以Sasobit溫拌劑組的表現更為良好,并且各組混合料的高溫穩定性都滿足要求。
3)低溫性能測試。從各組中選取試件,經過切割處理后得到彎曲試驗小梁,分別展開試驗。所得結果表明:各組混合料的低溫性能都可滿足要求,以熱拌組的表現更為良好。溫拌組的兩種混合料中,又以Sasobit溫拌劑的表現更佳。
4)水穩定性測試。水穩定性直接影響到混合料的使用效果,因此準確分析各組的水穩定性表現至關重要。試驗結果表明:各組混合料的水穩定性都可滿足要求,相比之下以Sasobit溫拌劑的表現最佳。
通過上述試驗,本文認為4%的Sasobit溫拌劑在改善混合料性能方面最為可行,創造120℃的拌和溫度環境,在此條件下組織就地熱再生施工作業,并分析實際施工效果。試驗發生時間為初冬,現場溫度偏低。
確定試驗段,依次完成該處路面的清理、加熱、銑刨作業,攪拌過程中摻入4%的Sasobit溫拌劑,期間溫度穩定在(120±5)℃,以實際情況為準合理調整再生劑和溫拌劑用量。
就地熱再生路面施工作業結束后,可以發現試驗路段表面較為平整,并不存在開裂、離析現象。從現場取樣并轉入實驗室內測定毛體積密度,再對其采取烘散處理措施,確定其最大理論相對密度后,以此為依據經計算后求得壓實度。結果表明:壓實度均值為95%,最低93%,最高98%,相比于規范中的92%而言更高,因此滿足要求。
通過采樣檢測的方式掌握施工路段的滲水性表現,從滲水系數測試結果來看,5個采樣點的實測結果集中在1~2 mL·min-1,平均值0.8 mL·min-1,完全滿足規范中“≤300 mL·min-1”的要求,因此,混合料滲水性方面的表現良好。
結合上述的試驗與分析,得知溫拌劑可確保再生混合料維持在較低的溫度狀態,同時改善其物理特性,路用性能表現更為良好,有助于提高施工質量。按照適當的比例摻入溫拌劑,再生后舊瀝青的性能得到顯著的改善,各項指標都可滿足要求。從室內路用性能試驗結果來看,各類溫拌劑組的瀝青混合料綜合性能都較為良好,其中又以Sasobit溫拌劑的應用效果最為顯著,可作為溫拌劑的首選形式。
本文從瀝青路面熱再生技術的基本特征為切入點,圍繞溫拌劑對于瀝青混合料性能的影響機制展開探討,認為摻入Sasobit溫拌劑的應用效果最佳。在路面熱再生技術應用過程中,由于運用到適量的溫拌劑,能夠在確保混合料性能的前提下使施工溫度有所下降,從而實現節能、減排的效果,值得被應用于瀝青路面就地熱再生施工中。
[ID:010505]