就地热再生沥青混合料配合比优化设计研究

就地热再生技术工艺

沥青路面就地热再生机组采用森远公司生产的时代再生列车(SY4500)，此外再加上摊铺机1台、双钢轮压路机2台、轮胎压路机1台、沥青混合料运输车组成就地热再生作业机组进行路面一体化养护施工。其中时代再生列车由3台热风循环路面加热机、1台加热铣刨机、1台加热复拌机组成。按照就地热再生施工工艺的不同，该技术可分为路面整形再生、路面复拌再生、路面重铺再生3种模式。

再生料配合比设计

设计原则

(1)配合比设计前，必须先对旧路面性能和材料进行详尽的调查评价。(2)配合比设计中，应根据路面病害成因，通过掺加新沥青材料进行再生混合料的配合比设计。应结合热再生设备的实际作业条件，充分考虑施工组织特点，实现易于生产、拌和及摊铺、压实。(3)热再生沥青混合料的配合比设计虽然与普通新拌沥青混合料配合比设计区别较大，但基本设计思路一致。根据目前的实际生产情况，热再生沥青混合料配合比设计仍以马歇尔试验方法为基础试验。

原路面回收沥青性能评价

旧料取样采用现场切割开挖取样的方式，取样尺寸60cm×60cm，最大限度地不影响旧料的级配，并具有代表性。将取回的样品烘散后，采用离心式抽提仪和高速离心机抽提沥青滤液并回收集料，然后应用阿布森法回收抽提液中的沥青，对回收沥青进行性能检测。

回收沥青的老化可以通过添加一定量的再生剂来加以改善，再生剂最佳掺量是通过在不同掺量下，对回收沥青的性能恢复情况来确定的。再生过程中新沥青混合料添加量较多时，还需考虑新沥青对回收沥青的调和作用。

老化沥青恢复试验结果表明:在不同再生剂掺量下老化沥青的性能均得到了一定的改善，具体表现在针入度和软化点都能满足标准要求。原老化沥青为SBS改性沥青，沥青中SBS改性剂为苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，老化后性能无法恢复，故老化SBS改性沥青的延度无法恢复到标准要求。此外，从经济性的角度考虑，不能仅依靠增大再生剂的掺配比率来恢复旧沥青的性能，在选择再生剂的掺量时不必使再生沥青完全恢复到新沥青性能指标，关键在于再生沥青是否可用于再生沥青混合料，以达到回收旧沥青，节约成本的目的。

再生料级配设计

再生沥青混合料的合成级配很大程度上取决于原沥青路面的级配，原路面的矿料在行车荷载冲击和铣刨过程中会发生破碎，导致原级配变细。因此，必须通过掺入一定量的新沥青混合料(一般比例为10%～20%)来改善原沥青路面的级配。

通过对旧料进行抽提试验，进行旧料级配分析，并按照再生沥青混合料的目标设计级配确定新料的掺配比例和级配。级配分析结果表明:该路段级配整体偏细，部分筛孔的通过率已偏出原设计级配允许范围。本项目路段再生沥青混合料的目标级配为AC－13，通过添加15%新料来改善路面级配。

最佳沥青用量确定

参照规范中马歇尔配合比设计方法，先确定普通沥青混合料的最佳油石比，再生混合料的最佳含油量则以普通AC－13的最佳用油量作参考，为其预估的中间值，再按+0.3间隔在规定的试验温度及试验时间制备马歇尔试件，然后测定马歇尔稳定度，计算空隙率、VMA等来确定再生沥青混合料的最佳用油量。将马歇尔试验的各项技术指标进行汇总后，最终确定再生沥青混合料的最佳油石比为5.0%。试验结果表明，再生沥青混合料的各项马歇尔技术指标完全能达到规范的要求。根据ＲAP的油石比、再生剂的掺量以及新料的掺入比例进行反算，最终确定新添加混合料的油石比。

再生料路用性能验证

根据再生混合料配合比设计结果，采用85%的旧混合料加15%的新沥青混合料以改善其级配，再添加5%的再生剂，最终得出再生沥青混合料各项路用性能指标。

再生料路用性能试验结果表明，再生料各项指标都能满足规范要求，优化设计后的再生沥青混合料各项性能指标完全可以达到新沥青混合料的技术要求。

就地热再生沥青路面性能检测

就地热再生沥青路面施工结束后，根据沥青路面质量评定标准，采用道路综合车及试验仪器对路面压实度、渗水系数、构造深度、平整度、车辙深度等各项指标进行了现场检测。

通过对就地热再生沥青路面现场检测后发现:各项检测结果都合格，路面总体质量能达到新建沥青路面的标准。

结论

(1)经过近8年的使用，沥青路面中沥青胶结料的25℃针入度已降到26，其15℃延度值已降到5cm，路面沥青老化较为严重，严重降低路面使用性能。

(2)根据再生混合料配合比优化设计结果，采用85%的旧混合料加15%的新沥青混合料以改善其级配，再添加5%的再生剂，最终设计得到的再生沥青混合料各项路用性能指标均能达到新沥青混合料的技术要求。

(3)通过对就地热再生沥青路面现场检测后发现:路面压实度、渗水系数、构造深度、平整度、车辙深度等各项检测结果都合格，路面总体质量能达到新建沥青路面的标准。