再生沥青混合料水温性能分析与评价-论文.pdf

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第1期(总226期)山西交通科技NO．12014年2月SHANXISCIENCE&TECHNOLOGYMNIFeb．再生沥青混合料水温性能分析与评价王立志(太原理工大学建筑与土木工程学院，山西太原030024)摘要：结合工程实际，研究在两种不同再生剂和3种新料掺配率下，再生沥青混合料的温度稳定性和水稳定性的变化情况，并对其进行分析和评价。试验结果表明，与旧料相比再生沥青混合料的温度稳定性和水稳定性得到很好改善，选用A再生剂新料掺量为25％和选用B再生剂新料掺量为15％时，再生沥青混合料性能均能满足使用要求。关键词：再生沥青；混合料；温度；稳定性中图分类号：U414．75文献标识码：A文章编号：1006—3528(2014)01-0031_o3表2两种再生剂的技术性能指标0引言试验项目AB我国高速公路已逐步进入养护维修阶段，这期6O℃运动黏度／mm2~s350．1360．6质量损失／％一1．42-0．97间会产生大量的废旧沥青混合料，对旧沥青混合料薄膜加热试验老化后运动黏度(6O℃)1080735163oC5hmm2／s．5进行再生利用，能够节约大量的沥青、砂石等原材，老化前后黏度比3．02．19料，节省工程投资，同时有利于处理废料、保护环境，闪点／℃254256因而具有显著的经济效益和社会、环境效益IlJ。随着密度(25℃)1．0l31．0l1近年来人们对环保、社会效益的关注，沥青路面再生新料级配为AC一13，采用70号普通沥青，矿料利用技术必将在未来得到更广泛应用圆。为普通石灰岩，各项技术指标符合规范要求『3_。新旧项目依托工程是南方某高速公路就地热再生项沥青的三大指标如表3。目，由于工程所处地段全年高温持续时间长，降雨表3沥青三大指标多，空气湿度大，温度稳定性和水稳定性的优劣显得更加重要，故本文主要研究在旧沥青混合料中掺人不同类型再生剂和不同比例新料后再生料水’温I生能的变化情况。1．2再生剂掺量确定1试验设计在抽提回收的旧沥青中加入不同比例的再生剂，进行沥青三大指标试验，结果如表4，当再生剂1．1原材料性能掺量达到旧沥青用量的20％，即占旧沥青混合料的试验中的旧料采用从南方某高速公路铣刨回的1％时，其三大指标中针人度和软化点已经满足目标旧沥青混合料(简称RAP)，对旧料进行抽提回收试沥青AH一50号的要求。验，得到旧料的级配和沥青含量如表1。表4再生沥青三大指标表1旧沥青混合料的级配及沥青含量再生类型l针人度，0．01ram软化点／'C延度／cm黧l916l3．29．54．752-361．180．6∞忸旧沥青+2o％Al41．252．437．9}RAP10o98．987．968．842．731．121．218．9旧沥青+2o％B{40．358．215．3．14．3l12．9I9．1{4．94AH一50规范要求l40～60大于49大于80采用的再生剂有成品再生剂A和自制再生剂B，其基本性能如表2。收稿日期：2013—03—26；修回日期：2013—09—19作者简介：王立志(1979一)，男，江苏徐州人，工程师，大学本科，2004年毕业于长安大学交通工程专业。 ·32·山西交通科技2014年第1期1．3试验方案2．2再生沥青混合料的低温抗裂性就地热再生沥青混合料由于旧料使用比例大，混合料的低温抗裂性有许多评价方法，本文采其路用性能很大一部分取决于旧料自身的性质。本用已纳入现行规范的沥青混合料弯曲试验分析再生试验方案首先对从工地铣刨的旧沥青混合料进行温混合料低温l生能，通过轮碾法切割成型试件，按照现度稳定性和水稳定性试验，针对旧混合料的实际特行规范各项规定执行，试件尺寸为30mm(宽)×性，拟研究5％、15％、25％这3种新料掺配率较低情35mm(高)×250ram(长)，跨径为200mm；试验温度况下，分别掺入A再生剂(占旧沥青混合料质量一l0℃，保温大于3h，加载速率50mm／min，采用1％)和B再生剂(占旧沥青混合料质量1％)，进行LwwL低温弯拉试验仪进行，结果如表6。再生混合料的高温稳定性试验、低温抗裂性试验及表6低温小梁弯曲试验水稳定性试验，分析再生混合料的性能变化情况，比编号混合料类型抗弯拉强度破坏应变劲度模量MPaU8MPa较在不同再生剂和新料掺量下再生效果的优劣。110H0％RAP4．2331441．2582936．758295％RAP+l％A+5％新料9．O4842l9．1632144．4702试验结果与讨论385％RAP+1％A+15％新料7．24O4531．3351597．6962．1再生沥青混合料的高温稳定性475％RAP+l％A+25％新料9，2035026．995l830．671595％RAP+I％B+5％新料8．8294707．8941546．890车辙问题是沥青路面高温稳定性良好与否的集685％RAP+1％B+15％新料8．0364885．429l644．794中体现，鉴于此，采用目前广泛应用并纳入现行试验775％RAP+1％B+25％新料7．2o45080．6401417．880规范的车辙试验方法。试件用轮碾法成型300mm×8规范要求大于2000300mm×50mm车辙板，试验温度6O℃，试验轮与试件接触压强为0．7MPa±0．05MPa，采用自动车辙兰仪测试，试验结果如表5。表5车辙试验结果(6O℃)饔编号混合料类型动稳定度车辙深度萋次／mmll0O％RAP59031．93295％RAP+1％A+5％新料54192．89新料掺舀率／％385％RAP+1％A+15％新料45653．12475％RAP+1％A+25％新料40002．45图2再生料弯拉破坏应变与新料掺配比例关系595％RAP+1％B+5％新料40733．07一般认为弯拉应变反映沥青混合料的变形能685％RAP+I％B+15％新料3l702．23力，是评价其低温性能的主要指标，弯拉应变越大，775％RAP+l％B+25％新料24602．57则混合料低温抗裂性能就越好。试验结果表明，旧料8规范要求大于1000的弯拉破坏应变已不满足规范的要求，其低温抗裂性差，然而再生料的抗弯拉强度和弯拉破坏应变都远远超出规范要求，弯曲劲度模量则低于旧料，说明其低温抗裂性能得到很好改善。随着新料掺量增加，其弯拉破坏应变在增大，再生料的低温陛能就越好。从图2中可知，当新料掺量相同时，掺B再生剂的混合料的破坏应变大于掺A再生剂的，即掺B再生剂后对混合料低温l生能的改善较掺A再生剂明显。图1再生料动稳定度与新料掺配比例关系2．3再生沥青混合料的水稳定性由表5和图1可知，旧料的动稳定度远高于规本文采用规范中推荐的浸水马歇尔试验及冻融范要求，车辙深度却比较小。随着新料掺量的增加再劈裂试验来评价再生沥青混合料的水稳定性，成型生料的动稳定度值呈现下降趋势，并且掺人B再生63．5mm±1．3mm的标准马歇尔试件，严格按照试剂后动稳定度下降幅度明显大于掺入A再生剂的。验规程的操作方法测试，试验结果如表7。综合上述试验数据与所示规律，对于再生沥青混合料来讲，其动稳定度均远远超出规范要求，对此可不做要求或者重新划定界限；但是应对其动稳定度上限做出要求，因为动稳定度不能过高，除非其他方面性能(低温稳定性、水稳定性等)满足要求。 2014年第1期王立志：再生沥青混合料水温性能分析与评价·33·表7水稳定性试验结果的混合料在新料掺量为25％时冻融劈裂比才符合编号混合料类型残留稳定度／％冻融劈裂IZI％规范要求，掺入B再生剂的混合料在新料掺量为l100％RAP77．364．215％时冻融劈裂比就符合规范要求，并且在新料掺295％RAP+1％A+5％新料82．870．3量相同的情况下，掺人B再生剂的再生混合料的残385％RAP+1％A+15％新料85．O74．9475％RAP+1％A+25％新料89_376．7留稳定度和冻融劈裂比均大于掺入A再生剂的，由595％RAP+1％B+5％新料84．073．0此可知B再生剂对沥青混合料水稳定的改善效果685％RAP+1％B+15％新料89．680-3比A再生剂好。775％RAP+l％B+25％新料91．182．28规范要求大于80大于753结论通过对不同再生沥青混合料高温稳定性、低温抗裂『生及水稳定性的性能分析，可以得知：芝a)lH料的高温稳定性比较好，低温抗裂性和水器艇稳定性差，当掺入不同再生剂和一定比例新料后其鼷低温抗裂性和水稳定性得到明显提升，再生后的改善效果明显。新料掺配率／％b)在评价旧料的高温稳定性时发现旧料的动稳图3再生料残留动稳定度与新料掺配比例关系定度远远高于规范要求，再生后动稳定度仍旧较高，84建议应该进一步研究提出再生混合料动稳定度的上82限值。芝8078c)B再生剂对旧料低温抗裂性和水稳定性的改鐾76善效果优于A再生剂，当选用B再生剂时，新料掺72量达到15％~P可满足基本性能的要求，当选用A再7O68生剂时，新料掺量达到25％也可满足基本性能要求。参考文献：图4再生料冻融劈裂比与新料掺配比例关系【1】耿九光，戴经梁，陈忠达．热再生沥青混合料低温抗裂眭能由试验结果可知，原旧料的水稳定性比较差，无全程评价【J】．武汉理工大学学报，2008(12)：65—66．[2】熊巍，卢何．热再生沥青混合料的路用性能试验研究[J1．公论残留稳定度还是冻融劈裂比均不符合规范要求。路，2006(10)：191—194．随着新料掺量的增加，再生混合料的残留稳定度和【3]交通部公路科学研究院．JTGF40---2004公路沥青路面冻融劈裂比都得到提升。3种新料掺量的再生混合施工技术规范【s]．北京：人民交通出版社，2004．料浸水马歇尔试验的残留稳定度值都满足规范的要『4]交通部公路科学研究院JTGE2O一20¨公路工程沥青求。由于冻融劈裂试验的条件苛刻，掺人A再生剂及沥青混合料试验规程北京：人民交通出版社，2011．TheAnalysisandEvaluationoftheWaterTemperaturePerformanceofRecycledAsphaltMixtureWANGLi．zhi(SchoolofArchitecture＆CivilEngineering．TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan，Shanxi030024，China)Abstract：Combinedwiththeengineeringpractice，thispaperstudiedthechangeoftemperaturestabilityandwaterstabilityofrecycledasphaltmixtureintwodifferentregenerationagentandthreekindsofnewmaterialblendingratio，italsoanalyzedandevaluatedtherecycledasphaltmixture．Keywords：recycledasphalt；mixture；temperature；stability