公路瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)路徑

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摘要：文中結(jié)合實(shí)際案例分析公路瀝青路面混合料試驗(yàn)和再生瀝青混合料試驗(yàn)，進(jìn)而提出再生添加劑擴(kuò)散滲透的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，為瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)路徑應(yīng)用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：公路瀝青路面；熱再生試驗(yàn)；檢測(cè)路徑

1工程背景

本工程為泉廈高速公路路面試驗(yàn)工程，位置位于福建省東南沿海，與臺(tái)灣隔海相望，起于泉州市的西福，止于廈門(mén)市的官林頭，北接福泉（福州－泉州）高速公路，南與廈漳（廈門(mén)－漳州）高速公路相連，于1994年6月4日開(kāi)工，1997年12月15日竣工，1997年12月20日正式通車(chē)營(yíng)運(yùn)。全線擴(kuò)建為雙向八車(chē)道高速公路，設(shè)計(jì)速度為120km/h。泉廈高速公路里程共81.895km，采用瀝青混凝土路面，現(xiàn)場(chǎng)營(yíng)運(yùn)樁號(hào)為K2230+742~K2312+637。瀝青路面結(jié)構(gòu)層裂縫處治，采用“刻槽灌縫+抗裂貼”，其中刻槽灌縫瀝青采用普通基質(zhì)瀝青，所采用抗裂貼應(yīng)符合《瀝青加鋪層用聚合物改性瀝青抗裂貼》（JT/T971-2015）公稱(chēng)厚度2mm，公稱(chēng)寬度≮32cm規(guī)格的抗裂貼技術(shù)要求，并在施工圖設(shè)計(jì)文件中明確刻槽的寬度、深度，同時(shí)要求采用專(zhuān)業(yè)的刻槽機(jī)實(shí)施裂縫處理，然后進(jìn)行熱再生試驗(yàn)步驟。

2舊瀝青混合料試驗(yàn)分析

本工程經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)得知其存在裂縫等危害，因此需要首先利用銑刨機(jī)將路面銑刨5cm的深度，然后結(jié)合實(shí)驗(yàn)室離心抽提法和溶劑分離法結(jié)合方式將瀝青回收。其中需要先將部分舊瀝青混合料過(guò)4.75mm的篩孔，將篩上剩余的舊料分為三個(gè)試樣，實(shí)施加熱破碎之后再進(jìn)行抽提試驗(yàn)，進(jìn)而結(jié)合過(guò)篩的通過(guò)率來(lái)計(jì)算三次試驗(yàn)的平均值。在相關(guān)分析中發(fā)現(xiàn)，舊混合料的級(jí)配曲線為S形，并且部分已經(jīng)有著嚴(yán)重的老化情況，這說(shuō)明舊混合料已經(jīng)嚴(yán)重的細(xì)化，不能滿(mǎn)足相關(guān)的級(jí)配要求，需要摻加新的瀝青混合料才能夠滿(mǎn)足實(shí)際要求。另外需要對(duì)所回收的舊瀝青三大指標(biāo)在25℃時(shí)期的具體值和15℃的延度值進(jìn)行分析，并將軟化點(diǎn)作為環(huán)球法的測(cè)定值處理，結(jié)合相關(guān)的試驗(yàn)得出其針入度實(shí)測(cè)值為37.6mm，延度為6.6cm，軟化點(diǎn)為57.8℃。在此項(xiàng)數(shù)據(jù)分析中得出舊瀝青的針入度與延度已經(jīng)較標(biāo)準(zhǔn)值明顯減小，軟化點(diǎn)溫度卻明顯提升，這說(shuō)明舊瀝青已經(jīng)老化和硬化嚴(yán)重，因此只有對(duì)其實(shí)施再處理之后方可使用。

3再生瀝青混合料試驗(yàn)分析

3.1再生瀝青試驗(yàn)分析

對(duì)于本工程的舊瀝青路用性能恢復(fù)的方法主要有兩種。第一種可以采取低標(biāo)號(hào)的新瀝青與舊瀝青混合。另一種方法為再生劑與舊瀝青混合方式，結(jié)合對(duì)比結(jié)果分析得知，如果選擇再生劑加入方式來(lái)恢復(fù)舊瀝青路用性能，則要求再生瀝青的性能達(dá)到AH-90型號(hào)的瀝青性能標(biāo)準(zhǔn)。在具體實(shí)驗(yàn)中可以加入2%左右比例的再生劑，再生劑結(jié)合其三大指標(biāo)進(jìn)行分析，含量越大，老化瀝青的性能越佳。當(dāng)再生劑含量在4%左右期間，舊瀝青混合料中的瀝青性能可以達(dá)到AH-90的瀝青要求，因此可以斷定加入再生劑來(lái)恢復(fù)舊瀝青的路用性能方式具有可行性。

3.2再生瀝青混合料級(jí)配分析

在再生瀝青混合料的級(jí)配曲線標(biāo)準(zhǔn)分析中，需要其滿(mǎn)足我國(guó)對(duì)于普通瀝青混合料的級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)，并且可以采取相關(guān)的計(jì)算機(jī)程序來(lái)將新礦料比例和新骨料的級(jí)配計(jì)算明確。然后結(jié)合過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)研究成果以及本工程的路面實(shí)際情況，建議舊料的摻合率保證在50%左右，同時(shí)加入16%的10~20mm碎石，18%的石屑和14%的中砂，保證新料的級(jí)配曲線在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值范圍內(nèi)基礎(chǔ)上接近規(guī)范曲線的上下限中值，這時(shí)可以證明舊料的摻合率在50%，進(jìn)而保證其級(jí)配滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4再生劑添加擴(kuò)散滲透試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析

結(jié)合上文分析得知，再生瀝青的粘合劑組分間混溶滲透的三個(gè)主要因素分別為濃度梯度、時(shí)間和溫度。這樣可以以這三個(gè)要素為變量做出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，因此來(lái)測(cè)試這三個(gè)變量對(duì)于粘合劑的影響范圍和程度，提出瀝青粘合劑熱再生的機(jī)理，為瀝青混凝土路面熱再生實(shí)驗(yàn)工藝提供依據(jù)。

4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

在形成熱再生瀝青混合料之后，需要將舊料表面的瀝青粘合劑薄膜分層，一般分為內(nèi)層和外層，檢測(cè)這兩層的形狀，結(jié)合其差異性分析來(lái)驗(yàn)證混溶的均勻程度，但是這種對(duì)比相對(duì)較為困難，同時(shí)如果在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中其內(nèi)層與外層膜內(nèi)的礦粉和瀝青比例差異能夠被檢測(cè)，也可以結(jié)合該結(jié)果來(lái)對(duì)比粘合劑的混溶差異范圍。在具體的實(shí)驗(yàn)中，想要明確在新添加的石料表面所獲得的瀝青粘合劑組成，則需要將再生劑、溫度較高的石料和就礦粉進(jìn)行充分拌和，這樣可以證明粘合劑主要還是由舊瀝青料外層的瀝青膜組成，并且在具體的測(cè)試中，將瀝青和礦粉的比例與理論上完全混溶的比例進(jìn)行比較，可以在最大程度上將原拌和工序以及條件下舊瀝青料表面粘合的混溶情況加以明確。而在實(shí)驗(yàn)室中結(jié)合工程模擬的條件下對(duì)舊瀝青混合料進(jìn)行植被，需要盡可能的結(jié)合熱再生施工過(guò)程中溫度狀況與再生條件來(lái)實(shí)施舊混合料的拌和，以此來(lái)作為工程可能出現(xiàn)狀況的相關(guān)依據(jù)。在本工程實(shí)驗(yàn)中，礦料為石灰?guī)r集料（9.5mm和2.36mm兩種粒徑），表觀密度為2.71g/cm3；礦粉為石灰石粉，表觀密度為2.64g/cm3；蘭煉130號(hào)基質(zhì)瀝青，短期和長(zhǎng)期老化的殼牌70號(hào)瀝青，為簡(jiǎn)化舊瀝青混合料的制備和便于新舊料的分離。并且采取的單一粒徑集料摻合適量的礦粉來(lái)有效模擬路面的舊集料，實(shí)施直接拌和之后與長(zhǎng)期老化瀝青一同來(lái)模擬路面的舊瀝青混合料。并且采取2.36mm的集料0.5kg，老化瀝青和礦粉各5.5g，結(jié)合普通混合料的制作工藝拌和，以此來(lái)作為舊瀝青混合料模擬的相關(guān)依據(jù)。另外在新瀝青的使用中，可以采用蘭煉130號(hào)瀝青，用量同樣為5.5g，這樣在總體上來(lái)講可以得出再生劑中的礦粉和瀝青質(zhì)量比為0.5。最后需要選擇0.4kg的新添石料，將其加熱到200℃，結(jié)合單一粒徑的9.5mm骨料，以此有利于分開(kāi)舊料。

4.2實(shí)驗(yàn)條件

結(jié)合菲克定律將舊料的再生條件分為以下四種情況。（1）如果舊料處于常溫溫度下，在不需要加入再生劑。（2）將舊料加熱到110℃時(shí)不需要加入再生劑。（3）舊料為常溫溫度下加入R1100再生劑。（4）在舊料加熱到110℃情況在再摻加R1100再生劑。在摻加新瀝青前，結(jié)合相關(guān)拌制工藝，需要先摻拌再生劑，時(shí)間均為30s，總拌和的時(shí)間不變。

4.3施工難點(diǎn)與解決方案

（1）施工難點(diǎn)：在本工程實(shí)驗(yàn)中，主要難點(diǎn)在于施工標(biāo)段太長(zhǎng)，原路面的施工單位在實(shí)施施工作業(yè)期間，會(huì)使用不同的瀝青混合料實(shí)施路面鋪設(shè)，進(jìn)而導(dǎo)致舊瀝青混合料中石料巖性不均勻，原路面各個(gè)標(biāo)段舊瀝青砼瀝青老化程度不一。（2）解決方案：加大RAP的檢測(cè)頻率，按原路面的施工標(biāo)段區(qū)分銑刨料，分批檢驗(yàn)，按加入銑刨料的不同調(diào)整詳細(xì)的生產(chǎn)配合比。而在常規(guī)熱拌瀝青的混合料配比設(shè)計(jì)中，需要注意新集料的級(jí)配和來(lái)源、新瀝青的類(lèi)型和來(lái)源以及用量，結(jié)合原有瀝青的RAP檢測(cè)，和原有路面中施工標(biāo)段的銑刨料，來(lái)制定不同的新制瀝青配比，以此來(lái)保證新制路面的實(shí)用性能。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)際工程來(lái)分析舊瀝青路面的情況，以此來(lái)結(jié)合再生劑的摻入熱再生工藝來(lái)提升舊瀝青路面的路用性能，以促進(jìn)公路瀝青路面的長(zhǎng)期使用。

參考文獻(xiàn)

［1］王小兵.高摻量RAP在瀝青路面熱再生技術(shù)中的應(yīng)用［D］.鄭州：鄭州大學(xué)，2019.

［2］莊旭青.瀝青路面就地?zé)嵩偕烊芎图訜彡P(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)研究［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2019.

作者：林泉鑫 單位：福建省交建集團(tuán)工程檢測(cè)有限公司