温拌再生沥青混合料试验分析

时间:2022-09-07 05:25:25

温拌再生沥青混合料试验分析

摘要:温拌再生沥青混合料能够降低混合料生产和施工温度,增加有效压实时间,延长施工期,节约资源,保护环境。本文通过试验研究了旧料掺加比例为0%-50%时,温拌再生混合料的空隙率、马歇尔动强度及动稳定度的变化情况,并对温拌再生沥青混合料进行了成本分析。结果表明温拌再生混合料掺入比例可控制在35%之内,且掺配比例越高,获得经济效益越大,再生混合料的高温稳定性要优于热拌沥青混合料。

关键词: 温拌;再生沥青混合料;试验;成本

Abstract: Mixture Production and Construction temperature warm mix recycled asphalt mixture to reduce, increase effective compaction time, to extend the construction period, conserve resources, protect the environment. In this paper, through the experimental study of old material mixing ratio of 0% -50% porosity renewable mix, warm mix, Marshall dynamic strength and dynamic stability changes, and warm mix recycled asphalt mixture to conduct a cost analysis . The results show that The Warm Mix renewable mixing ratio of the mixture can be controlled within 35%, and the higher the blending ratio, the greater the economic benefits, renewable mix of high temperature stability is better than the hot-mix asphalt mixture.

Keywords: Warm mix; recycled asphalt mixture; trial; costs

中图分类号:TU535文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

目前,我国正处于公路建设与养护维修的高速发展时期,公路的改造及维修每年都会产生废旧沥青混合料数万吨。铣刨后的废旧沥青混合料再利用技术有两种:一种是按照一定的级配掺入沥青和新集料,重新拌合后形成热拌沥青混合料用于路面施工,即热再生技术;另外一种是掺入适量的水泥材料,使回收的废旧沥青混合料具有足够的强度,以作为道路的基层或底基层材料,即冷再生技术。冷再生技术在环保、能耗等方面有一定优势,但由于其路用性能不稳定,一般只用于路面养护及干线路面底基层。厂拌热再生存在旧料利用率低、能耗高、污染大、成本高等缺点,温拌沥青再生技术可以极大地弥补这一缺陷,一般而言,WMA的拌合与施工温度比HMA可降低20℃-50℃以上。与其它沥青混合料相比,温拌沥青混合料具有高性能、低排放、能耗低的特点,应用前景十分广阔。

本文将针对温拌再生后的沥青混合料性能进行研究分析,再生混合料新旧料添加比例、高温稳定性及施工成本对比展开具体分析与研究,发现温拌再生沥青混合料具有很好的经济效益和社会效益。

1温拌再生新旧料添加比例试验对比分析

(1)对孔隙率的影响

孔隙率是影响混合料水稳定性、疲劳、高温的重要因素,将旧料添加至温拌混合料中,最终混合料的性能会受到影响。第一要考虑的是旧沥青的性质,例如旧沥青混合料中沥青的老化程度,本身技术指标比较好,可以考虑采用较高的掺配量,如果旧沥青的老化程度低,反之则取较低的掺配量。第二要考虑生产设备对旧料掺配比例的限制,采用间歇式拌合设备,旧料的掺配比例一般小于20%。采用连续式拌合设备,旧料掺配比例可以达到50%。第三在满足设计级配的同时最大限度地利用旧沥青混合料,但不能超出设计的级配范围。

针对我国目前的公路建设的应用情况,对于热拌再生沥青混合料旧料一般限制在25%以下,但是考虑到温拌再生的特点,我们可以适当放宽标准,但是具体指标为多少,本试验将对温拌再生沥青混合料的旧料占总量的10%、20%、30%、40%、50%等五个等级进行混合料的空隙率检测。每个比例成型4个马歇尔试件和一份理论最大密度式样,所有成型试件均双面击实75次。按既定方法级配成型温拌再生沥青混合料,空隙率检测试验总结如表1和表2所示。

表1旧料比例对空隙率的影响

根据之前的研究经验和规范,在面层10cm深度以内的混合料空隙率在4%-5%之间较为合理,即要求混合料的旧料含量分别在35%之内。因为旧料的内部核心温度并未完全升至平均温度,击实时不能完全实现压实度。从上述表格可知,随着旧料占总量的比例增大,空隙率随着增大。

(2)对马歇尔强度的影响

马歇尔强度是综合评价混合料性能的关键指标,在工地实验室是最为常见评价混合料性能的方法。因此试验将对温拌再生沥青混合料的旧料占总量的10%、20%、30%、40%、50%等五个等级进行混合料的马歇尔试验,每个比例成型4个马歇尔试件,所有试件均双面击实75次。试验结果见表2.

表2 旧料比例对马歇尔强度的影响

从上述表格可以看出,混合料都在30%左右稳定度下降开始加剧,这说明上节所确定的要求混合料的旧料含量分别在35%以内是合理的。

2.高温性能试验

通常以抗车辙性能来表征沥青混合料的高温稳定性。通过车辙试验,测得不同废旧沥青混合料掺入量时,温拌沥青混合料的动稳定度,并与热拌新料的性能比较,结果见表3.

表3 温拌沥青混合料的高温性能

从车辙试验结果可以看出,在全新料的情况下,温拌沥青混合料的动稳定度比热拌沥青混合料降低15%。在温拌条件下,随着废旧沥青混合料掺入量的增加,沥青混合料的动稳定度有所增加。这可能是由于废旧材料与新集料混合后,集料更容易形成密实的骨架结构,从而增加集料之间的摩阻力的原因。同时,掺入废旧沥青混合料时,温拌沥青混合料的动稳定度普遍较高,可见,温拌再生沥青混合料具有较高的抗车辙能力,高温稳定性好。

3再生料成本计算

温拌再生沥青混合料的经济效益比较可观,原因是相比传统的热拌再生沥青混合料提高了旧料的利用率。以2012年的市场价为参考,评价分析产生1t温拌再生沥青混合料的成本。

(1)节约沥青

传统的热拌再生混合料旧料的利用率至多为20%,而采用温拌技术后可达到30%,新旧料中的沥青含量假定均为4.7%,90号沥青的成本为4400元/t,则节约费用为:1t×(0.35-0.2)×4.7%×4800元/t=33.84元。

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