淺談泡沫瀝青冷再生混合料的性能

韓冬

摘要：本文通過對(duì)泡沫瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)，探討了泡沫瀝青冷再生混合料的性能特點(diǎn)，并對(duì)設(shè)計(jì)材料的有關(guān)性能進(jìn)行了分析，以期對(duì)泡沫瀝青的應(yīng)用具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：泡沫瀝青? 冷再生

近年來，路面冷再生技術(shù)作為一項(xiàng)綠色環(huán)保技術(shù)，已成為國內(nèi)外采用的瀝青路面維修 工藝的研究熱點(diǎn)。泡沫瀝青冷再生技術(shù)一方面適用范圍廣，施工受季節(jié)和氣候的影響小，節(jié)約能源，處治材料存放方便，可以常溫?cái)備仯焖僬置妫硪环矫媾菽瓰r青冷再生層較半剛性基層更具柔性和耐疲勞，對(duì)于抑制和延緩裂縫反射到新的瀝青面層有很大的好處，因此泡沫瀝青冷再生技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，本文通過泡沫瀝青的室內(nèi)研究，以期對(duì)泡沫瀝青的應(yīng)用具有借鑒意義。

1原材料

所用的原材料包括銑刨料（RAP）、新集料、水泥、70#道路石油瀝青。（1）根據(jù)最終取樣，確定維特根銑刨機(jī)，銑刨速率為4-5m/min。 （2）新集料采角鎮(zhèn)江茅迪公司0-5mm 瀝青混凝土專用4#料。（3）采用江蘇儀征自產(chǎn)強(qiáng)度等級(jí)為32. 5水泥，水泥各齡期強(qiáng)度、安定性等達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)要求，初凝時(shí)間3小時(shí)以上、終凝時(shí)間不小于6個(gè)小時(shí)。（4）石油瀝青采用泰州中海A級(jí)70號(hào)道路石油瀝青。

2瀝青發(fā)泡試驗(yàn)

使用德國維特根公司的WLB10發(fā)泡試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行發(fā)泡試驗(yàn)，選擇150℃和160℃兩種瀝青發(fā)泡溫度，每種溫度下發(fā)泡用水量分別選取2%、2.5%、3%和4%，量測(cè)其膨脹率與半衰期，從而尋求該瀝青最佳的發(fā)泡溫度和發(fā)泡用水量。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

根據(jù)試驗(yàn)所得到的各種瀝青發(fā)泡特性曲線，綜合考慮膨脹率和半衰期兩個(gè)因素可得 出70號(hào)瀝青的最佳發(fā)泡條件為：發(fā)泡溫度160℃;發(fā)泡用水量2.5%。

3泡沫瀝青冷再生混合料設(shè)計(jì)級(jí)配要求

泡沫瀝青冷再生混合料設(shè)計(jì)的級(jí)配范圍要求。原瀝青路面銑刨料粒徑都小于31.5mm，極少數(shù)粒徑大于31.5mm的銑刨料基本呈片狀且大多由細(xì)小顆粒粘結(jié)而成，不能作為真正的粗集料使用，因此必須篩除粒徑大于31.5mm的銑刨料，最終確定級(jí)配見表2，其中RAP： 新集料：水泥=73.5%： 25.0%： 1.5% （質(zhì)量比）。

4最佳含水量

參照《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》T0131的方法，對(duì)選定的合成級(jí)配進(jìn)行土工擊實(shí)試驗(yàn)，確定最佳含水量，泡沫瀝青采用專用發(fā)泡裝置發(fā)泡后，與RAP料、新集料、水泥進(jìn)行攪拌鍋常溫拌合，試驗(yàn)室擬定泡沫瀝青用量為3%，分別變化預(yù)摻水量4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%來進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，通過試驗(yàn)結(jié)果繪制干密度與含水量的關(guān)系曲線，最大干密度對(duì)應(yīng)的含水量即為最佳含水量OWC。土工擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果見表3和圖1。

由以上試驗(yàn)結(jié)果可知，土工擊實(shí)法確定最佳含水量OWC為5.7%。

5最佳泡沫瀝青用量

在土工擊實(shí)法確定的最佳含水量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合15℃劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)和浸水劈裂 強(qiáng)度試驗(yàn)等確定相應(yīng)的最佳泡沫瀝青用量。試件成型方法為馬歇爾擊實(shí)法，雙面各75次。 試驗(yàn)內(nèi)容為15℃劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)和浸水劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

從試驗(yàn)結(jié)果再結(jié)合已有工程經(jīng)驗(yàn)的情況下可初步判定設(shè)計(jì)級(jí)配所對(duì)應(yīng)的最佳泡沫瀝青 用量約為2.4% （外摻）。在此泡沫瀝青用量下的干劈裂強(qiáng)度、濕劈裂強(qiáng)度以及殘留強(qiáng)度比均 能滿足規(guī)范要求。

6再生瀝青混合料檢驗(yàn)

6.1水穩(wěn)定性檢驗(yàn)

對(duì)采用設(shè)計(jì)級(jí)配、最佳泡沫瀝青用量和最佳含水量成型的混合料試件進(jìn)行凍融劈裂試 驗(yàn)以檢驗(yàn)泡沫瀝青冷再生混合料的水穩(wěn)定性能。將試件連通試模一起側(cè)放在60℃烘箱養(yǎng)生 不小于40h，然后從烘箱中取出，側(cè)放冷卻12h后脫模。凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

6.2高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)

對(duì)采用設(shè)計(jì)級(jí)配、最佳泡沫瀝青用量和最佳含水量成型的混合料試件進(jìn)行車轍試驗(yàn)以 檢驗(yàn)泡沫瀝青冷再生混合料的高溫穩(wěn)定性能。將試件連通試模一起側(cè)放在60℃烘箱養(yǎng)生不 小于40h，然后從供箱中取出，側(cè)放冷卻12h。車轍試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

根據(jù)試驗(yàn)所得到的各種瀝青發(fā)泡特性曲線，綜合考慮膨脹率和半衰期兩個(gè)因素，可得 出70號(hào)瀝青的最佳發(fā)泡條件為：發(fā)泡溫度160℃，發(fā)泡用水量2.5% 。通過合成級(jí)配最終確定配合比為RAP：新集料：水泥=73.5%： 25.0%： 1.5%，按照最大干密度的合成曲線，土工擊實(shí)法確定最佳含水量OWC為5.7%。通過再生瀝青混合料檢驗(yàn)水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性，泡沫瀝青具有良好的使用性能。

7結(jié)語

1、最終確定配合比為RAP：新集料：水泥=73.5%： 25.0%： 1.5%，泡沫瀝青的用量為 2.4%（其中基質(zhì)瀝青發(fā)泡溫度160℃，發(fā)泡用水量2.5%）、含水量為5.7%，泡沫瀝青和水均為外摻。

2、通過室內(nèi)試驗(yàn)，我們相信隨著研究和實(shí)踐的不斷深入，泡沫瀝青冷再生技術(shù)將在公路建設(shè)中有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]拾方治等 泡沫瀝青混合料設(shè)計(jì)方法的試驗(yàn)研究[J]公路交通科技.2004 （10）： 1-4

[2]拾方治等 泡沫瀝青混合料物理力學(xué)特性的試驗(yàn)研究[J]公路2004（5） 142-145

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