论文部分内容阅读
摘要：探究了沥青混合料的老化机理，分析了回收沥青路面材料的一些性质。结合实际应用浅析了厂拌热再生沥青混合料的配合比设计方法。
关键词：厂拌热再生；回收沥青路面材料；配合比设计
沥青砼路面经过一段时间的运营后，其路用性能会逐步降低，当不满足相应的沥青路面规范标准后，就需要对路面进行维护。再经过一定时间的使用后，路面局部损坏会对行车舒适性以及行车安全性产生影响。以前常规方法是在老沥青砼路面上加铺一层沥青混合料，但是这种处理方法会带来一系列的问题。随着标高的增加，往往会破坏原有路面的排水系统、掩盖掉路边的建筑物等状况。还有一种方法是将老沥青砼路面翻挖、铣刨后再重新摊铺沥青混合料。我国沥青砼路面已经有很多道路已经达到了沥青混合料的设计使用寿命。需要翻新改造的路面也大量的增长。从而出现了大量的回收沥青路面材料。
正是基于上述状况，科研人员对沥青砼路面再生利用技术进行了研究。再生沥青混合料不仅能产生很大的经济效益，而且从环境保护方面也是大有益处。沥青砼路面再生利用是将需要翻修或者废弃的旧沥青砼路面经过翻挖、回收、破碎、筛分，再和新矿料、新沥青按适当比例重新拌和，成为满足道路沥青混合料技术指标要求的再生沥青混合料。目前再生沥青混合料大概有厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生等几种方法。本文主要以厂拌热再生沥青混合料为研究对象。
1、沥青砼路面混合料再生
（一）沥青混合料老化机理
沥青混合料老化主要包括沥青的老化和矿料的疲劳两个部分
① 沥青的老化
从沥青生产好以后，经过运输、施工和路面使用寿命结束，受到储运、施工、自然因素（空气、光、水分、热等）和交通荷载等各种因素的作用，沥青在化学组成与物理形态上均不断地发生变化。老化的结果是芳香分转变成胶质，胶质又转变成沥青质。导致沥青针入度减小，粘度提高，延度相对下降。
② 矿料的疲劳
沥青混合料在汽车荷载长期作用下，矿料之间产生位移和摩擦，部分矿料会发生碎裂。导致原有路面骨架结构发生改变。矿料之间的内摩擦力降低，抗剪强度变弱。
1.2 沥青混合料再生
沥青混合料的再生，关键在于沥青的再生。从理论上讲，沥青的再生是沥青老化的逆过程。沥青混合料再生有以下两种方法：① 将回收沥青的粘度调节到所需要的粘度范围以内；② 将回收沥青的复合流动度予以提高，使回收沥青获得良好的流变性质。回收沥青的再生就是在回收沥青中加入某种组分的低粘度油料（即再生剂）或者加入适当稠度的沥青材料，经过调配，使调配后的再生沥青具有适当的粘度和所需要的路用性能的要求。
2、厂拌热再生沥青混合料的配合比设计原理
由于我国在目前状况下，试验室进行配合比设计主要还是采用马歇尔试验，所以本次厂拌热再生沥青混合料的配合比设计依旧采用马歇尔试验方法。通过与普通热拌沥青混合料配合比设计进行对比试验来评价厂拌热再生沥青混合料的性质。以便为具体工程的应用提供依据。
厂拌热再生沥青混合料的配合比设计大概有以下几个阶段：①回收沥青路面材料性能分析。②是否使用再生剂。③确定回收沥青路面材料的掺配率。④新沥青结合料的用量以及新矿料的比例。⑤再生沥青沥青混合料最佳沥青用量的确定。回收沥青路面材料经过抽提试验和筛分试验，得到沥青含量和矿料的级配。通过对回收沥青路面材料性能指标研究，主要包括回收沥青的针入度、粘度。是否采用再生剂是根据回收沥青的老化程度而定的。如果回收沥青的主要指标能基本符合现行公路沥青路面再生技术规范（JTG F41—2008）要求，可不用再生剂，如果回收沥青老化严重（粘度高于106Pa·S或者针入度低于40（0.1mm））時，就要加入再生剂。再生剂是在施工前或在施工拌和时喷洒到回收沥青路面材料中去。再生剂必须具有良好的流变性质，同时具有溶解和分散沥青质的能力。再生剂的用量X由下式确定：
X为再生剂用量；ηO为回收沥青粘度；ηb为再生剂粘度；ηR为回收沥青与再生剂混合后粘度。
有时候为了便于施工，再生剂用量以回收沥青路面材料的百分率表示。
回收沥青路面材料由于使用了再生剂，含油率会发生变化。回收沥青路面材料掺入了再生剂后的含油率应以下式计算：
对于厂拌热再生中回收沥青路面材料的掺配率，由厂拌热再生的拌和设备、回收沥青路面材料的性能、热再生后沥青混合料在路面中使用的部位以及交通量等多种因素决定。如果回收沥青路面材料中集料过细或者过粗，往往掺的比例较低。总体而言，保证热再生沥青混合料的质量，尽可能节约新沥青和新矿料，达到一定的经济效益和良好的社会效益，是确定回收沥青路面材料的基本原则。
通过综合评价后得到的回收沥青路面材料的掺配率。设计热再生沥青混合料时应保证其物理力学性能能达到普通热拌沥青混合料的技术指标。通过与普通热拌沥青混合料走基本一致的级配曲线来确定新矿料的比例。
厂拌热再生沥青用量的确定，实际就是确定热再生所需添加新沥青的数量。按照不同油石比成型马歇尔试件。测试试件的体积参数，测定马歇尔稳定度和流值。得到厂拌热再生的最佳沥青用量。再通过性能检验（车辙试验、水稳定性能、低温弯曲试验）。只有其检验性能与普通热拌沥青混合料性能基本相当才能应用于实际工程。
3、厂拌热再生配合比设计
3.1 回收沥青路面材料性能检测
回收沥青路面材料检测主要包括油石比、矿料级配以及回收沥青的针入度指标。通过再次破碎得到粒径较均匀的回收沥青路面材料。检测结果见表1
3.2 回收沥青路面材料的掺量以及新矿料的比例
本次研究是以AC-20C为研究对象。回收沥青路面材料的原路面运营时閘不长（3年左右），经过调查原路面是AC-13C+AC-20C结构。都是用的石灰岩。由于经过铣刨、破碎后回收沥青路面材料整体明显变细。通过计算机电算后决定各种矿料以及回收沥青路面材料的用量。
关键词：厂拌热再生；回收沥青路面材料；配合比设计
沥青砼路面经过一段时间的运营后，其路用性能会逐步降低，当不满足相应的沥青路面规范标准后，就需要对路面进行维护。再经过一定时间的使用后，路面局部损坏会对行车舒适性以及行车安全性产生影响。以前常规方法是在老沥青砼路面上加铺一层沥青混合料，但是这种处理方法会带来一系列的问题。随着标高的增加，往往会破坏原有路面的排水系统、掩盖掉路边的建筑物等状况。还有一种方法是将老沥青砼路面翻挖、铣刨后再重新摊铺沥青混合料。我国沥青砼路面已经有很多道路已经达到了沥青混合料的设计使用寿命。需要翻新改造的路面也大量的增长。从而出现了大量的回收沥青路面材料。
正是基于上述状况，科研人员对沥青砼路面再生利用技术进行了研究。再生沥青混合料不仅能产生很大的经济效益，而且从环境保护方面也是大有益处。沥青砼路面再生利用是将需要翻修或者废弃的旧沥青砼路面经过翻挖、回收、破碎、筛分，再和新矿料、新沥青按适当比例重新拌和，成为满足道路沥青混合料技术指标要求的再生沥青混合料。目前再生沥青混合料大概有厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生等几种方法。本文主要以厂拌热再生沥青混合料为研究对象。
1、沥青砼路面混合料再生
（一）沥青混合料老化机理
沥青混合料老化主要包括沥青的老化和矿料的疲劳两个部分
① 沥青的老化
从沥青生产好以后，经过运输、施工和路面使用寿命结束，受到储运、施工、自然因素（空气、光、水分、热等）和交通荷载等各种因素的作用，沥青在化学组成与物理形态上均不断地发生变化。老化的结果是芳香分转变成胶质，胶质又转变成沥青质。导致沥青针入度减小，粘度提高，延度相对下降。
② 矿料的疲劳
沥青混合料在汽车荷载长期作用下，矿料之间产生位移和摩擦，部分矿料会发生碎裂。导致原有路面骨架结构发生改变。矿料之间的内摩擦力降低，抗剪强度变弱。
1.2 沥青混合料再生
沥青混合料的再生，关键在于沥青的再生。从理论上讲，沥青的再生是沥青老化的逆过程。沥青混合料再生有以下两种方法：① 将回收沥青的粘度调节到所需要的粘度范围以内；② 将回收沥青的复合流动度予以提高，使回收沥青获得良好的流变性质。回收沥青的再生就是在回收沥青中加入某种组分的低粘度油料（即再生剂）或者加入适当稠度的沥青材料，经过调配，使调配后的再生沥青具有适当的粘度和所需要的路用性能的要求。
2、厂拌热再生沥青混合料的配合比设计原理
由于我国在目前状况下，试验室进行配合比设计主要还是采用马歇尔试验，所以本次厂拌热再生沥青混合料的配合比设计依旧采用马歇尔试验方法。通过与普通热拌沥青混合料配合比设计进行对比试验来评价厂拌热再生沥青混合料的性质。以便为具体工程的应用提供依据。
厂拌热再生沥青混合料的配合比设计大概有以下几个阶段：①回收沥青路面材料性能分析。②是否使用再生剂。③确定回收沥青路面材料的掺配率。④新沥青结合料的用量以及新矿料的比例。⑤再生沥青沥青混合料最佳沥青用量的确定。回收沥青路面材料经过抽提试验和筛分试验，得到沥青含量和矿料的级配。通过对回收沥青路面材料性能指标研究，主要包括回收沥青的针入度、粘度。是否采用再生剂是根据回收沥青的老化程度而定的。如果回收沥青的主要指标能基本符合现行公路沥青路面再生技术规范（JTG F41—2008）要求，可不用再生剂，如果回收沥青老化严重（粘度高于106Pa·S或者针入度低于40（0.1mm））時，就要加入再生剂。再生剂是在施工前或在施工拌和时喷洒到回收沥青路面材料中去。再生剂必须具有良好的流变性质，同时具有溶解和分散沥青质的能力。再生剂的用量X由下式确定：
X为再生剂用量；ηO为回收沥青粘度；ηb为再生剂粘度；ηR为回收沥青与再生剂混合后粘度。
有时候为了便于施工，再生剂用量以回收沥青路面材料的百分率表示。
回收沥青路面材料由于使用了再生剂，含油率会发生变化。回收沥青路面材料掺入了再生剂后的含油率应以下式计算：
对于厂拌热再生中回收沥青路面材料的掺配率，由厂拌热再生的拌和设备、回收沥青路面材料的性能、热再生后沥青混合料在路面中使用的部位以及交通量等多种因素决定。如果回收沥青路面材料中集料过细或者过粗，往往掺的比例较低。总体而言，保证热再生沥青混合料的质量，尽可能节约新沥青和新矿料，达到一定的经济效益和良好的社会效益，是确定回收沥青路面材料的基本原则。
通过综合评价后得到的回收沥青路面材料的掺配率。设计热再生沥青混合料时应保证其物理力学性能能达到普通热拌沥青混合料的技术指标。通过与普通热拌沥青混合料走基本一致的级配曲线来确定新矿料的比例。
厂拌热再生沥青用量的确定，实际就是确定热再生所需添加新沥青的数量。按照不同油石比成型马歇尔试件。测试试件的体积参数，测定马歇尔稳定度和流值。得到厂拌热再生的最佳沥青用量。再通过性能检验（车辙试验、水稳定性能、低温弯曲试验）。只有其检验性能与普通热拌沥青混合料性能基本相当才能应用于实际工程。
3、厂拌热再生配合比设计
3.1 回收沥青路面材料性能检测
回收沥青路面材料检测主要包括油石比、矿料级配以及回收沥青的针入度指标。通过再次破碎得到粒径较均匀的回收沥青路面材料。检测结果见表1
3.2 回收沥青路面材料的掺量以及新矿料的比例
本次研究是以AC-20C为研究对象。回收沥青路面材料的原路面运营时閘不长（3年左右），经过调查原路面是AC-13C+AC-20C结构。都是用的石灰岩。由于经过铣刨、破碎后回收沥青路面材料整体明显变细。通过计算机电算后决定各种矿料以及回收沥青路面材料的用量。