公路沥青路面热再生试验检测路径

摘要：文中结合实际案例分析公路沥青路面混合料试验和再生沥青混合料试验，进而提出再生添加剂扩散渗透的试验设计，为沥青路面热再生试验检测路径应用提供依据。

关键词：公路沥青路面；热再生试验；检测路径

1工程背景

本工程为泉厦高速公路路面试验工程，位置位于福建省东南沿海，与台湾隔海相望，起于泉州市的西福，止于厦门市的官林头，北接福泉（福州－泉州）高速公路，南与厦漳（厦门－漳州）高速公路相连，于1994年6月4日开工，1997年12月15日竣工，1997年12月20日正式通车营运。全线扩建为双向八车道高速公路，设计速度为120km/h。泉厦高速公路里程共81.895km，采用沥青混凝土路面，现场营运桩号为K2230+742~K2312+637。沥青路面结构层裂缝处治，采用“刻槽灌缝+抗裂贴”，其中刻槽灌缝沥青采用普通基质沥青，所采用抗裂贴应符合《沥青加铺层用聚合物改性沥青抗裂贴》（JT/T971-2015）公称厚度2mm，公称宽度≮32cm规格的抗裂贴技术要求，并在施工图设计文件中明确刻槽的宽度、深度，同时要求采用专业的刻槽机实施裂缝处理，然后进行热再生试验步骤。

2旧沥青混合料试验分析

本工程经过现场勘测得知其存在裂缝等危害，因此需要首先利用铣刨机将路面铣刨5cm的深度，然后结合实验室离心抽提法和溶剂分离法结合方式将沥青回收。其中需要先将部分旧沥青混合料过4.75mm的筛孔，将筛上剩余的旧料分为三个试样，实施加热破碎之后再进行抽提试验，进而结合过筛的通过率来计算三次试验的平均值。在相关分析中发现，旧混合料的级配曲线为S形，并且部分已经有着严重的老化情况，这说明旧混合料已经严重的细化，不能满足相关的级配要求，需要掺加新的沥青混合料才能够满足实际要求。另外需要对所回收的旧沥青三大指标在25℃时期的具体值和15℃的延度值进行分析，并将软化点作为环球法的测定值处理，结合相关的试验得出其针入度实测值为37.6mm，延度为6.6cm，软化点为57.8℃。在此项数据分析中得出旧沥青的针入度与延度已经较标准值明显减小，软化点温度却明显提升，这说明旧沥青已经老化和硬化严重，因此只有对其实施再处理之后方可使用。

3再生沥青混合料试验分析

3.1再生沥青试验分析

对于本工程的旧沥青路用性能恢复的方法主要有两种。第一种可以采取低标号的新沥青与旧沥青混合。另一种方法为再生剂与旧沥青混合方式，结合对比结果分析得知，如果选择再生剂加入方式来恢复旧沥青路用性能，则要求再生沥青的性能达到AH-90型号的沥青性能标准。在具体实验中可以加入2%左右比例的再生剂，再生剂结合其三大指标进行分析，含量越大，老化沥青的性能越佳。当再生剂含量在4%左右期间，旧沥青混合料中的沥青性能可以达到AH-90的沥青要求，因此可以断定加入再生剂来恢复旧沥青的路用性能方式具有可行性。

3.2再生沥青混合料级配分析

在再生沥青混合料的级配曲线标准分析中，需要其满足我国对于普通沥青混合料的级配标准，并且可以采取相关的计算机程序来将新矿料比例和新骨料的级配计算明确。然后结合过去的经验和相关研究成果以及本工程的路面实际情况，建议旧料的掺合率保证在50%左右，同时加入16%的10~20mm碎石，18%的石屑和14%的中砂，保证新料的级配曲线在标准规定值范围内基础上接近规范曲线的上下限中值，这时可以证明旧料的掺合率在50%，进而保证其级配满足相关标准要求。

4再生剂添加扩散渗透试验设计分析

结合上文分析得知，再生沥青的粘合剂组分间混溶渗透的三个主要因素分别为浓度梯度、时间和温度。这样可以以这三个要素为变量做出设计实验，因此来测试这三个变量对于粘合剂的影响范围和程度，提出沥青粘合剂热再生的机理，为沥青混凝土路面热再生实验工艺提供依据。

4.1实验设计方法

在形成热再生沥青混合料之后，需要将旧料表面的沥青粘合剂薄膜分层，一般分为内层和外层，检测这两层的形状，结合其差异性分析来验证混溶的均匀程度，但是这种对比相对较为困难，同时如果在设计实验中其内层与外层膜内的矿粉和沥青比例差异能够被检测，也可以结合该结果来对比粘合剂的混溶差异范围。在具体的实验中，想要明确在新添加的石料表面所获得的沥青粘合剂组成，则需要将再生剂、温度较高的石料和就矿粉进行充分拌和，这样可以证明粘合剂主要还是由旧沥青料外层的沥青膜组成，并且在具体的测试中，将沥青和矿粉的比例与理论上完全混溶的比例进行比较，可以在最大程度上将原拌和工序以及条件下旧沥青料表面粘合的混溶情况加以明确。而在实验室中结合工程模拟的条件下对旧沥青混合料进行植被，需要尽可能的结合热再生施工过程中温度状况与再生条件来实施旧混合料的拌和，以此来作为工程可能出现状况的相关依据。在本工程实验中，矿料为石灰岩集料（9.5mm和2.36mm两种粒径），表观密度为2.71g/cm3；矿粉为石灰石粉，表观密度为2.64g/cm3；兰炼130号基质沥青，短期和长期老化的壳牌70号沥青，为简化旧沥青混合料的制备和便于新旧料的分离。并且采取的单一粒径集料掺合适量的矿粉来有效模拟路面的旧集料，实施直接拌和之后与长期老化沥青一同来模拟路面的旧沥青混合料。并且采取2.36mm的集料0.5kg，老化沥青和矿粉各5.5g，结合普通混合料的制作工艺拌和，以此来作为旧沥青混合料模拟的相关依据。另外在新沥青的使用中，可以采用兰炼130号沥青，用量同样为5.5g，这样在总体上来讲可以得出再生剂中的矿粉和沥青质量比为0.5。最后需要选择0.4kg的新添石料，将其加热到200℃，结合单一粒径的9.5mm骨料，以此有利于分开旧料。

4.2实验条件

结合菲克定律将旧料的再生条件分为以下四种情况。（1）如果旧料处于常温温度下，在不需要加入再生剂。（2）将旧料加热到110℃时不需要加入再生剂。（3）旧料为常温温度下加入R1100再生剂。（4）在旧料加热到110℃情况在再掺加R1100再生剂。在掺加新沥青前，结合相关拌制工艺，需要先掺拌再生剂，时间均为30s，总拌和的时间不变。

4.3施工难点与解决方案

（1）施工难点：在本工程实验中，主要难点在于施工标段太长，原路面的施工单位在实施施工作业期间，会使用不同的沥青混合料实施路面铺设，进而导致旧沥青混合料中石料岩性不均匀，原路面各个标段旧沥青砼沥青老化程度不一。（2）解决方案：加大RAP的检测频率，按原路面的施工标段区分铣刨料，分批检验，按加入铣刨料的不同调整详细的生产配合比。而在常规热拌沥青的混合料配比设计中，需要注意新集料的级配和来源、新沥青的类型和来源以及用量，结合原有沥青的RAP检测，和原有路面中施工标段的铣刨料，来制定不同的新制沥青配比，以此来保证新制路面的实用性能。

5结语

综上所述，本文结合实际工程来分析旧沥青路面的情况，以此来结合再生剂的掺入热再生工艺来提升旧沥青路面的路用性能，以促进公路沥青路面的长期使用。

参考文献

［1］王小兵.高掺量RAP在沥青路面热再生技术中的应用［D］.郑州：郑州大学，2019.

［2］庄旭青.沥青路面就地热再生混溶和加热关键技术试验研究［D］.广州：华南理工大学，2019.

作者：林泉鑫 单位：福建省交建集团工程检测有限公司