復拌型就地熱再生SMA瀝青混合料的配合比設計

嚴以樓

摘? 要：文章以潤揚大橋南北接線路面養護工程為依托，介紹了復拌型就地熱再生SMA瀝青混合料的配合比設計方法和步驟以及混合料的室內性能試驗。

關鍵詞：就地熱再生;SMA;配合比設計

中圖分類號：U414 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）26-0093-02

Abstract： Based on the north-south connection pavement maintenance project of Runyang Bridge， this paper introduces the mix design method and steps of in-situ hot recycled SMA asphalt mixture and the indoor performance test of the mixture.

Keywords： geothermal regeneration; SMA; mix design

引言

復拌型就地熱再生施工工藝是采用加熱機和就地再生機組，將原路面加熱并翻松，按需要加入新瀝青、再生劑和少量的新混合料，再經過復拌機提升、再加熱和充分拌合后，攤鋪、碾壓成型。由于江蘇省內高速公路超過70%的上面層為SMA路面結構，因此，本文以潤揚大橋南北接線路面養護工程為依托，對該段落上面層SMA-13瀝青路面進行就地熱再生設計。

1 原路面混合料級配

用微波加熱車在原路面代表段落上面層進行取樣，將SMA-13瀝青混合料進行抽提試驗，舊料的油石比平均值為5.96%，實測最大理論相對密度為2.584，舊料篩分結果見表1。

2 回收瀝青性能及再生劑摻量的確定

將回收舊瀝青進行試驗，以判斷舊瀝青的老化程度。再將回收的舊瀝青按不同劑量摻加再生劑，進行三大指標試驗，試驗中再生劑摻量為占舊瀝青重量的百分比，試驗結果見表2。

試驗結果表明，摻加3%的再生劑后瀝青針入度、軟化點都達到了規范要求，延度指標有一定程度提高，因此擬定再生劑的摻量為舊瀝青含量的3%。

3 新添加瀝青混合料的確定

3.1 新料摻量的確定

（1）原路面銑刨新料摻入量計算：原路面銑刨1m寬，2cm厚;設再生車道為4m寬，4cm厚，以再生路面1m長度計算，得出新料摻入量=（100×100×2）/（100×400×4）×100=12.5%（外摻）。

（2）修復原路面車轍新料摻入量計算：可根據車轍深度，由公式A=0.0335m2+4.35+2.5h=0.0335×102+4.35+2.5×2=12.7%（外摻）計算獲得修復車轍的新料摻入量。式中：A為新料添加百分率（%）;m為車轍（mm）;h為路面標高提升值（mm），一般取2（mm）。故新料外摻比例=12.5%+12.7%=25.2%，換算成新料內摻比例為20%。

3.2 新料級配設計

以SMA-13規范級配為目標級配，按照新料添加量20%，根據原路面級配、新料摻量以及目標級配反算新料級配范圍，例如：反算新料13.2mm篩孔級配上限，計算過程為：（100-94.4×80%）/20%=122.4%。具體計算結果見表3。

根據新料級配設計中值和再生混合料目標級配中值，設計新料及再生合成級配，具體級配結果見表4。

3.3 再生混合料中新料油石比的確定

依據經驗估算再生瀝青混合料的油石比為5.9%，舊料的油石比為5.96%，再生劑的摻量為3%，根據公式確定新料油石比4.9%。

根據設計的再生合成級配，再生劑的摻量及計算的新料油石比，成型馬歇爾試件，根據體積指標，將滿足或接近設計要求的級配作為設計級配。

4 再生混合料最佳油石比的確定

按照新料摻量20%，再生劑摻量3%，新料油石比按0.5%間隔變化取3.9%、4.4%、4.9%、5.4%、5.9%，成型馬歇爾試件。馬歇爾試驗結果見表5。

由表5可以看出，摻配后油石比為5.7%、6.0%、6.1%試件的體積指標不滿足技術要求，根據往年工程經驗和氣候條件取新料最佳油石比為4.9%，則合成混合料最佳油石比為5.9%。

5 再生混合料性能評價

根據配合比設計結果，新、舊料比例為20%：80%，新料油石比采用4.9%，再生劑摻量為3%，采取室內拌合機拌合，對合成混合料的相關性能進行驗證，試件空隙率為3.6%;穩定度為11.69kN;馬歇爾殘留穩定度為88.4%;凍融劈裂試驗殘留強度83.8%;動穩定度為4795次/mm。試驗結果表明，再生瀝青混合料的各項性能試驗均滿足設計要求，確定了施工的技術可行性。

6 結束語

通過再生劑的不同摻量對舊瀝青的三大指標的影響，確定了再生劑的摻量為原路面瀝青混合料中瀝青含量的3%;根據銑刨后和修復車轍新料摻入量的計算，確定了新料與舊料比例按20%：80%;采用馬歇爾配合比設計方法，確定了新料最佳油石比為4.9%，合成混合料最佳油石比為5.9%。通過室內試驗對再生瀝青混合料的高溫穩定性和抗水損性能進行驗證，結果表明兩者性能均滿足設計要求。

參考文獻：

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