论文部分内容阅读
中图分类号：TU111.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0372-01
1、前言
近十年来我国修筑的高等级路面多为沥青路面，目前都已经或即将进入维修或改建期。在处理路面病害、铣刨结构性较差的路面时，会产生大量废旧沥青混合料。若这些废旧沥青混合料被废弃，一方面会造成环境污染、占据大量土地，另一方面会浪费资源，且大量的使用新石料，开采石矿会导致森林植被减少、水土流失等严重的生态问题。经多年研究实践，厂拌热再生能很好的解决以上问题。
本文结合南京市江宁滨江开发区连接线对高掺量的厂拌热再生进行研究，提高RAP料利用率，使再生混合料的性能满足要求，对沥青路面养护改造技术水平的提高具有重要的现实意义。
2、路面结构形式
南京市江宁滨江开发区连接线按双向六车道一级公路标准设计，设计时速80km/h，根据现有经验与相关研究成果以及对原路面的考察，经过多次方案比选最终确定路面结构形式采用4cmAC-13C+5cmAC-20S+7cmAC-25S，其中下面层沥青再生剂掺量为铣刨料内沥青含量的10%，并掺加50%RAP料的厂拌热再生混合料铺筑。
3、配合比设计及试验检测
根据工程确定的结构方案进行试验路的配合比设计，在室内根据该配合比拌制再生混合料，分别进行马歇尔试验、水稳定性试验、高温稳定性试验、低温性能试验，以及铺筑后的压实度试验。每个试验采用3个平行试件，取平均值作为试验结果，且这些试验都依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中要求的试验规程进行。
为了测试RAP回收材料中沥青性能，通过室内对铣刨料进行抽提，采用旋转蒸发器法对原路面老化沥青进行回收，并对旧沥青的指标进行了测试。根据测试结果显示，回收沥青的针入度及延度均不能满足技术指标要求，出现了一定程度的老化现象，需使用沥青再生剂恢复沥青的性能。再生试验通过掺加不同比例的再生剂测试再生后沥青性能，确定再生剂掺量，再生后的沥青针入度、延度指标随再生剂掺量的增大而增大，而软化点和粘度指标随再生剂掺量的增加呈减小的趋势。当再生剂外掺量在9%-11%范围之间，再生沥青的针入度、延度、软化点和动力粘度等指标均能满足70号道路石油沥青的标准。因此，在进行混合料设计时，再生剂掺量为铣刨料内沥青含量的10%。
3.1 配合比设计
将RAP料用于AC-25型混合料配合比设计，RAP料掺加量为50%，再生剂掺加量为RAP料中沥青质量的10%。对5种矿料和矿粉进行筛分试验，试验结果满足要求。对铣刨料进行抽提试验，试验结果为粗铣刨料的油石比为3.7%，细铣刨料油石比5.4%。在试级配的基础上，选择以下级配进行马歇尔试验，RAP料掺量为50%，矿料比例及级配如表1所示。
3.2 马歇尔试验
参照以往沥青路面下面层AC-25目标配合比的工程实践，选择油石比4.0%、双面各击实75次成型马歇尔试件。检测结果为孔隙率4%，矿料间隙率12.1%，饱和度66.5%，稳定度12.43KN，流值29.8mm，各项指标均满足技术要求。
3.3水稳定性试验
根据上述油石比与级配进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性能。检测结果为：残留稳定度达到88.1%，冻融劈裂试验的TSR达到86.8%，满足技术要求，且指标得到较大的提升，说明掺加再生剂后，50%RAP料含量的再生混合料抗水损害性能较好。
3.4 高温稳定性试验
对试验段高掺量厂拌热再生混合料进行动稳定度试验，试验结果为2007次/mm，满足规范中不小于1000次/mm的技术要求，试验结果说明再生混合料高温稳定性较好。
3.5 低温性能试验
为了验证混合料的低温性能，采用小梁弯曲试验测定其破坏应变，试验结果达到2183.5με，说明50%RAP料含量的再生混合料破坏应变，具有良好的低温性能，满足规范规定的不小于2000με的技术要求。
3.6 压实度试验
铺装完成待路面完全冷却后，进行压实度试验。试验测得标准密度为2.450g/cm3，理论密度为2.551g/cm3。芯样1高度7.26mm，密度2.401g/cm3，马氏压实度98%，理论压实度94.1%；芯样2高度7.74mm，密度2.423g/cm3，马氏压实度98.9%，理论压实度95%；芯样3高度7.07mm，密度2.426g/cm3，马氏压实度99%，理论压实度95.1%；压实度检测数据表明，马氏压实度和理论压实度均满足施工指导意见和规范的技术要求。
综上所述，添加沥青再生剂后掺加50%RAP料的再生混合料各项性能指标能够满足技术标准的要求。
4、结论
1）再生剂可以使老化沥青的针入深度和黏度得到恢复，但对延度的提升效果不理想，且使得沥青的软化点降低，因此再生剂的用量应控制在合理的水平。
2）再生沥青混合料的配合比设计过程跟普通混合料设计类似，在RAP料掺量较大的情况下，进行合理的配合比设计，优化马歇尔试件的制备过程，能将再生沥青混合料的各项马歇尔指标控制在规范规定的范围之内。
3）通过添加适当比例的再生剂和新沥青（70号基质沥青），旧沥青有着明显的再生效果，再生之后的沥青能够达到新沥青的指标要求。
4）高RAP掺量再生沥青混合料在保证低温抗裂性能的前提下，具有明显的改善沥青混合料高温稳定性和水稳定性的优势。
5）试验段的检测表明，设计得到的高掺量厂拌再生混合料具有优良的路用性能，满足我国公路沥青路面的技术要求，实现了沥青路面厂拌热再生RAP料的高比例掺配，从而使得高掺量RAP厂拌热再生技术能够应用于高等级公路的建设和维修，是实现公路绿色建设的有效方法之一。
参考文献
[1] 《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）.
[2] 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）.
[3] 吴桂金，马二伟，孟庆山，吴思源.厂拌热再生沥青混合料施工应用[J].公路交通科技（应用技术版），2011，（07）.
1、前言
近十年来我国修筑的高等级路面多为沥青路面，目前都已经或即将进入维修或改建期。在处理路面病害、铣刨结构性较差的路面时，会产生大量废旧沥青混合料。若这些废旧沥青混合料被废弃，一方面会造成环境污染、占据大量土地，另一方面会浪费资源，且大量的使用新石料，开采石矿会导致森林植被减少、水土流失等严重的生态问题。经多年研究实践，厂拌热再生能很好的解决以上问题。
本文结合南京市江宁滨江开发区连接线对高掺量的厂拌热再生进行研究，提高RAP料利用率，使再生混合料的性能满足要求，对沥青路面养护改造技术水平的提高具有重要的现实意义。
2、路面结构形式
南京市江宁滨江开发区连接线按双向六车道一级公路标准设计，设计时速80km/h，根据现有经验与相关研究成果以及对原路面的考察，经过多次方案比选最终确定路面结构形式采用4cmAC-13C+5cmAC-20S+7cmAC-25S，其中下面层沥青再生剂掺量为铣刨料内沥青含量的10%，并掺加50%RAP料的厂拌热再生混合料铺筑。
3、配合比设计及试验检测
根据工程确定的结构方案进行试验路的配合比设计，在室内根据该配合比拌制再生混合料，分别进行马歇尔试验、水稳定性试验、高温稳定性试验、低温性能试验，以及铺筑后的压实度试验。每个试验采用3个平行试件，取平均值作为试验结果，且这些试验都依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中要求的试验规程进行。
为了测试RAP回收材料中沥青性能，通过室内对铣刨料进行抽提，采用旋转蒸发器法对原路面老化沥青进行回收，并对旧沥青的指标进行了测试。根据测试结果显示，回收沥青的针入度及延度均不能满足技术指标要求，出现了一定程度的老化现象，需使用沥青再生剂恢复沥青的性能。再生试验通过掺加不同比例的再生剂测试再生后沥青性能，确定再生剂掺量，再生后的沥青针入度、延度指标随再生剂掺量的增大而增大，而软化点和粘度指标随再生剂掺量的增加呈减小的趋势。当再生剂外掺量在9%-11%范围之间，再生沥青的针入度、延度、软化点和动力粘度等指标均能满足70号道路石油沥青的标准。因此，在进行混合料设计时，再生剂掺量为铣刨料内沥青含量的10%。
3.1 配合比设计
将RAP料用于AC-25型混合料配合比设计，RAP料掺加量为50%，再生剂掺加量为RAP料中沥青质量的10%。对5种矿料和矿粉进行筛分试验，试验结果满足要求。对铣刨料进行抽提试验，试验结果为粗铣刨料的油石比为3.7%，细铣刨料油石比5.4%。在试级配的基础上，选择以下级配进行马歇尔试验，RAP料掺量为50%，矿料比例及级配如表1所示。
3.2 马歇尔试验
参照以往沥青路面下面层AC-25目标配合比的工程实践，选择油石比4.0%、双面各击实75次成型马歇尔试件。检测结果为孔隙率4%，矿料间隙率12.1%，饱和度66.5%，稳定度12.43KN，流值29.8mm，各项指标均满足技术要求。
3.3水稳定性试验
根据上述油石比与级配进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性能。检测结果为：残留稳定度达到88.1%，冻融劈裂试验的TSR达到86.8%，满足技术要求，且指标得到较大的提升，说明掺加再生剂后，50%RAP料含量的再生混合料抗水损害性能较好。
3.4 高温稳定性试验
对试验段高掺量厂拌热再生混合料进行动稳定度试验，试验结果为2007次/mm，满足规范中不小于1000次/mm的技术要求，试验结果说明再生混合料高温稳定性较好。
3.5 低温性能试验
为了验证混合料的低温性能，采用小梁弯曲试验测定其破坏应变，试验结果达到2183.5με，说明50%RAP料含量的再生混合料破坏应变，具有良好的低温性能，满足规范规定的不小于2000με的技术要求。
3.6 压实度试验
铺装完成待路面完全冷却后，进行压实度试验。试验测得标准密度为2.450g/cm3，理论密度为2.551g/cm3。芯样1高度7.26mm，密度2.401g/cm3，马氏压实度98%，理论压实度94.1%；芯样2高度7.74mm，密度2.423g/cm3，马氏压实度98.9%，理论压实度95%；芯样3高度7.07mm，密度2.426g/cm3，马氏压实度99%，理论压实度95.1%；压实度检测数据表明，马氏压实度和理论压实度均满足施工指导意见和规范的技术要求。
综上所述，添加沥青再生剂后掺加50%RAP料的再生混合料各项性能指标能够满足技术标准的要求。
4、结论
1）再生剂可以使老化沥青的针入深度和黏度得到恢复，但对延度的提升效果不理想，且使得沥青的软化点降低，因此再生剂的用量应控制在合理的水平。
2）再生沥青混合料的配合比设计过程跟普通混合料设计类似，在RAP料掺量较大的情况下，进行合理的配合比设计，优化马歇尔试件的制备过程，能将再生沥青混合料的各项马歇尔指标控制在规范规定的范围之内。
3）通过添加适当比例的再生剂和新沥青（70号基质沥青），旧沥青有着明显的再生效果，再生之后的沥青能够达到新沥青的指标要求。
4）高RAP掺量再生沥青混合料在保证低温抗裂性能的前提下，具有明显的改善沥青混合料高温稳定性和水稳定性的优势。
5）试验段的检测表明，设计得到的高掺量厂拌再生混合料具有优良的路用性能，满足我国公路沥青路面的技术要求，实现了沥青路面厂拌热再生RAP料的高比例掺配，从而使得高掺量RAP厂拌热再生技术能够应用于高等级公路的建设和维修，是实现公路绿色建设的有效方法之一。
参考文献
[1] 《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）.
[2] 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）.
[3] 吴桂金，马二伟，孟庆山，吴思源.厂拌热再生沥青混合料施工应用[J].公路交通科技（应用技术版），2011，（07）.