常温乳化再生废旧沥青混合料中老化沥青技术与应用

摘要：现有的沥青路面冷再生技术是将回收的沥青路面材料（RAP）破碎、筛分后作为集料使用。本文通过对常温下回收沥青混合料的乳化再生剂进行研究；同时结合大量室内试验，通过对添加常温乳化再生剂的再生沥青混合料与常规的乳化沥青的冷再生混合料的力学性能进行对比。对比结果表明，采用乳化再生剂常温下再生回收沥青混合料中的老化沥青，各项性能均优于常规的乳化沥青冷再生混合料。

关键词：沥青路面 再生 乳化

0 引言

现有的沥青路面冷再生技术是将回收的沥青路面材料（RAP）破碎、筛分后作为集料使用[1]。由于RAP中的沥青没有得到充分的利用，进而浪费了大量沥青资源[2]。本文研发了常温下回收沥青混合料的乳化再生剂；使得再生沥青混合料的各项性能均优于常规的乳化沥青冷再生混合料。

1 试验原材料

1.1 回收的路面铣刨料RAP

冷再生的第一步是对现有的沥青路面，根据设计厚度进行分层刨除处理，然后将铣刨料（RAP）运送到拌和厂。在对沥青路面进行铣刨过程中，对铣刨料的最大粒径通过一定的措施加以控制，将铣刨料的最大粒径控制在31.5mm，同时要求拌和厂增加相应的筛分、破碎等设备，进而对铣刨料的超粒径颗粒进行破碎处理，铣刨料宜筛分成2-3档，如0-5mm、5-10mm、10-20mm。

在铣刨料自重和高温的作用下，沥青面层的铣刨料经过粘结，可以重新构成尺寸较大的颗粒，因此需要控制堆放铣刨料的高度，同时机械设备不能在料堆上停留或碾压。

如果铣刨料的粒径比较小，通过采取覆盖的措施对粒径较小的铣刨料进行处理，进而减少铣刨料含水量对冷再生混合料质量的影响，通常情况下铣刨料的含水量控制在3.0%。

1.2 溶剂

采用研发的有机溶剂，添加比例为混合矿料（RAP+新集料+水泥）质量的2.0%。

1.3 乳化和改性剂

采用美国进口原料，按照一定比例掺配成。乳化、改性剂添加总比例为混合矿料（RAP+新集料+水泥）质量的0.3%。

2 矿料配合比计算

如表1所示，结合各种矿料的筛分结果，需要配置2种混合料。

通过表1可知，沥青路面在交通荷载长期的作用下，又经过铣刨机的磨碎处理，一般情况下粒径较细，同时矿粉的含量也较小，掺配一定量的0～5mm石屑后，设计级配曲线处于AC-20C混合料级配的上下限之间。

3 再生混合料性能评价

3.1 再生混合料体积指标

对于成型的马歇尔试件进行常温养生1d处理，同时进行脱模，在60℃进行3d养生，对试件的毛体积相对密度利用表干法进行测定。试验结果如表2所示。

3.2 再生混合料的马歇尔稳定度和浸水马歇尔稳定度

马歇尔稳定度试验与浸水马歇尔稳定度试验试件养生条件：常温成型，常温养生1d，脱模，60℃养生3d，并且后者要在60℃浸水48小时处理。试验结果如表3所示。

3.3 再生混合料的劈裂强度和浸水劈裂强度（15℃）

劈裂试验试件与浸水劈裂试验试件养生条件：常温成型，常温养生1d，60℃养生3d，后者要在15℃浸水24小时处理。试验结果如表4所示。

3.4 再生混合料的冻融劈裂强度

试件的养生条件：常温成型，常温养生1d，一组-18℃养生16h， 60℃养生24小时，两组试件在25℃浸水不少于2h。试验结果如表5所示。

3.5 再生混合料的高温稳定性

采用马歇尔试件相同的密度，轮碾成型车辙试件，常温1d后脱模，按照标准进行车辙试验。试验结果如表6

所示。

4 试验路施工检测

试验段位于安徽省某高速公路K549+880～K550+180，试验段长度为300m。超高路段、行车道。路面结构如图1所示。

4.1 再生混合料性能检测

本次试验所需试件，均采用现场运输车上直接取料，试验室内采用马歇尔击实仪，正反双面75次，击实成型，待试件养护脱模后，进行试验。

对马歇尔试件进行了马歇尔稳定度、浸水马歇尔稳定度、劈裂强度、浸水劈裂强度的检测。马歇尔稳定度采用40℃恒温水槽恒温40min，进行试验；浸水马歇尔稳定度采用25℃恒温水槽23h，再放入40℃恒温水槽1h，进行试验；劈裂强度采用15℃恒温水槽1.5h，进行试验；浸水劈裂强度采用25℃恒温水槽浸水23h，再放入15℃恒温水槽1h，进行试验。

试验结果如下：

根据试验结果分析，马歇尔稳定度的试验平均值为8.89kN远大于沥青混合料冷再生试验规程对基层、底基层的要求（不小于4kN）。

马歇尔残留稳定度的试验平均值为93.9%远大于沥青混合料冷再生试验规程对残留稳定度的要求（不小于75%）。

劈裂强度的试验平均值为0.46MPa大于沥青混合料冷再生试验规程对劈裂强度的要求（不小于0.4MPa）。

浸水劈裂强度比平均值为86.8%大于沥青混合料冷再生试验规程对劈裂强度比的要求（不小于75%）。

综上所述：马歇尔试件的稳定度，残留稳定度，劈裂强度，劈裂强度比均满足冷再生试验规程要求。

4.2 取芯检测结果

本次试验所用芯样，全部取自合安路冷再生试验段，养生完成后，对芯样进行了毛体积密度、最大理论密度、空隙率、劈裂强度试验。毛体积密度采用表干法进行试验；最大理论密度采用真空法进行试验，劈裂强度采用恒温水箱15℃浸水1.5h，进行试验。

试验数据如下：

试验结果分析比较：芯样空隙率为9.5%，满足JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》的技术要求；劈裂强度平均值为0.421MPa，满足JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》的技术要求（不小于0.4MPa）。

5 结语

本文研究了常温下回收沥青混合料的乳化再生剂；利用室内试验，对比添加常温乳化再生剂的再生沥青混合料与常规的乳化沥青的冷再生混合料之间的力学性能。结果表明，采用该乳化再生剂常温下再生回收沥青混合料中的老化沥青，没有添加新沥青的前提下，再生沥青混合料的性能满足了《公路沥青路面再生技术规范》的相关要求，各项性能均优于常规的乳化沥青冷再生混合料。

参考文献：

[1]Zhe Sheng Ge，Xi Li，Xiao Qian Hu. Properties of emulsification and recycling of Reclaimed Asphalt Pavement in room temperature[J].Advanced Materials Research （Volumes

446-449）pp.1984-1988，2012.

[2]王昌引，葛折圣，胡晓倩，黄明波.常温乳化再生回收沥青混合料的性能[J].科学技术与工程，2011，11（25）：6233-6236.

[3]虎良燕.沥青混合料高温稳定性的灰色关联分析[J].价值工程，2012（14）.