温拌再生新旧沥青的融合性试验研究

王鑫应

新乡市方正公路工程监理咨询公司，河南 新乡 453003

温拌再生新旧沥青的融合性试验研究

王鑫应

新乡市方正公路工程监理咨询公司，河南 新乡 453003

新旧沥青的融合性是温拌再生沥青混合技术的重要内容，基于性能试验来分析混合料的融合性，并从劈裂强度、浸水劈裂强度、冻融前后的劈裂强度等指标分析上，分别从不同旧料掺量上进行常规温再生和沥青完全融合温再生试验对比。结果显示，常规温再生混合料试件的性能指标随旧料比例的增加而上升，比完全融合温再生混合料试件的性能指标均高，在旧料掺量小于50%时，融合性能良好。

公路工程；新旧沥青混合料；厂拌温再生；融合性

在公路工程建设中，对于回收沥青路面材料的再生处理越来越受到关注。从技术应用来看，厂拌温新旧沥青混合技术工艺所掺入的回收沥青比例往往较低，国家规范提出的掺配比例为15%-30%，而实际上掺量比例不超20%。厂拌热再生技术在温度控制上，新料加热至200℃，回收旧料加热至110℃，以单独烘干模式掺入沥青混合料拌和锅。在实际生产中，对回收料的加热要严格把握和控制，如果温度过高则容易带来旧料沥青老化，加剧碳化，还容易粘结提升机，影响正常作业；对于新集料，在温度控制上也不能过高，以200℃为宜，温度太高，可能导致新集料变性，影响新集料的强度。由于新集料、回收旧料在伴热再生中需要控制相应温度，导致旧料掺入量无法提升。

1 厂拌热再生与温拌热再生工艺研究现状

在厂拌热再生技术研究中，因旧料的碳化、送料通道堵塞、掺入量比例受限等原因，影响了厂拌热再生技术工艺的提升。而对于温拌热再生的研究，主要从温度控制上来打破厂拌热再生的限制，如通过降低旧料的加热温度，来缓解旧料的粘附性，还能降低旧料的老化，为增加旧料的掺入量创造条件。据研究发现，对于温拌沥青技术，其表面活性剂能够降低出料的温度，使其能够符合公路施工规范要求，也能够增强冻融劈裂性能、车辙稳定性等。在温拌热再生工艺中，利用表面活性剂来突破30%的旧料掺入比例，有助于提升至40%-50%。孙吉书等人采用Sasobit法温拌技术，认为在旧料掺入量提升的过程中，对混合料的动稳定性带来降低，但对于冻融劈裂强度却能够得到常规热拌的性能水平，其不足是在评价性能指标上，仅以常规温拌再生混合料为主，未考虑新旧沥青的融合性；章顺风等人通过相容性理论，在温拌新旧混合料研究中，利用浓度梯度来研究拌合过程中不同掺入量的扩散作用，并通过温拌剂来降低黏结度，减少沥青老化的扩散，但其不足是对于表面活性剂的使用与沥青黏结度的关系无法确定；综观国内厂拌温再生、温拌热再生研究，还处于探索性阶段，对回收旧料的掺入量局限仍未突破，且对于新旧沥青融合性的研究还不能确定。

2 温拌热再生新旧沥青混合料融合性研究方案

本研究在探讨新旧沥青混合料融合性上，以常规温再生混合料进行比较，借助于沥青混合料的路用性能来进行分析。同时，对于完全融合的新旧沥青，主要是通过抽提、蒸馏回收后，依照相关比例进行加热并均衡混合；在各混合料的用量上，常规温再生与完全融合的工况基本一样。

2.1 原材料及沥青配比

本研究所选用沥青为道路石油沥青70#A级；温拌添加剂选用工程验证后的表面活性剂温拌剂；集料选用10-20mm玄武岩，5-10mm玄武岩，3-5mm石灰岩，及0-3mm石灰岩。在级配比例上，根据现行规范，选择公路工程常用的AC-16型级配比例。需要说明的是，对于回收旧料沥青的含量以尽可能接近设定值，由于50%的掺入量较高，对于集料的0.075mm通过率也偏高，导致级配比例偏细。

2.2 温拌技术应用

为了提升技术实施的可行性，在温拌技术上，利用温拌沥青来代替热沥青进行拌和混合料，并通过表面活性剂来控制拌和温度。对于常规温拌技术，利用回收旧料先加入拌和锅，与新集料进行预拌，加热后再与温拌混合料进行拌和。在本研究中对于常规温拌工艺的温度控制为，新集料的温度为170℃，旧料掺入量为30%；新集料温度控制在175℃，旧料掺入量为40%，新集料的温度控制在180℃，旧料掺入量为50%；对于旧料的温度分为两档，一档为100℃，另一档为135℃。对于新旧沥青完全融合工况分析，先将新集料、旧料进行分开配比，然后混合后加入温拌添加剂，利用加入方式进行温拌混合料的拌和，控制加热温度，其中集料的温度控制在150℃，温拌沥青的温度控制在135℃。

2.3 预拌时间控制

由于在实验室进行试验中，对于温再生混合料因在拌制前，在拌和锅内进行搅拌15-25s，且对旧料中的团结问题进行优化处理，有助于实现新料、旧料在预拌阶段混合均匀。因此，在进行后续试验中，也需要对新集料、旧料进行预拌处理，且预拌25s后再进行温再生拌制。

2.4 试验方法的选择

根据路用沥青混合料试验实际，在探讨其融合性上，主要采用间接拉伸试验方法，具体指标有：混合料的劈裂试验强度、干湿劈裂强度及冻融劈裂强度值。劈裂试验在实施中，依照试验方法来制作圆柱体试件，在不同宽度的圆弧压条作用下，对试件进

▲▲行劈裂破坏试验。对于间接拉伸劲度模量的试验，参考CEN欧洲标准，利用CooperNU-14试验机，对荷载波采用半正矢量处理；同时，在试验前，利用保温箱进行准备，15℃保温4h，对应力水平控制在250kPa，并预先对试件进行脉冲荷载，获得劲度模量。

3 结果分析

3.1 劈裂强度及浸水劈裂强度分析

在温再生与完全融合条件下温再生劈裂强度试验中，根据不同旧料掺入量的比例，分别对常规条件的温再生沥青混合料、完全融合温再生沥青混合料的劈裂强度及浸水劈裂强度进行对比。结果显示，对于掺入量为30%的温再生混合料，其劈裂强度值、浸水劈裂强度值都大于完全融合沥青混合料，同时，当旧料掺入量达到40%，以及50%条件下，其强度值对比结果具有一致性。由此可见，对于温再生沥青混合料中，尽管两者都采用相同的沥青混合总量，但对于常规温再生工艺，在进行拌合初期，采用热拌和方式，对集料及旧料的温度都比较高，且高于温拌再生温度，因此，该部分旧料能够获得较高的吸收百分率，表现出较好的融合性能；但对于完全融合工艺下，因在新集料抽提，与旧料进行充分融合后，在温再生模式下，两者的温度控制分别为150℃，拌和温度控制在125℃，与热拌和相比温度显著偏低。因此，温度较低条件下对新集料和旧料的拌和作用及吸收百分率影响较大，也对两者的融合性能带来降低。

3.2 冻融劈裂分析

在进行冻融劈裂分析上，选择不同旧料掺入量的比例，分别对其进行常规温再生，完全融合温再生混合料在冻融条件下的劈裂试验对比。结果显示，对于旧料沥青掺入量为30%的温再生冻融试验值，常规温再生冻融劈裂值均高于完全融合下的冻融劈裂强度，只不过两者的强度值相近；在旧料掺入量为40%，以及50%时，无论是冻融后劈裂强度还是未冻融前的劈裂强度，常规温再生的测试结果仍高于完全融合的测试值。需要强调的是，在旧料掺入量达到50%的条件下，利用常规温再生沥青混合料的新旧融合性能并未降低。

3.3 间接拉伸模量分析

针对不同掺入量条件下的常规温再生沥青混合料与完全融合温再生沥青混合料的间接拉伸模量，其测试结果显示，当掺入量为30%时，常规温再生间接拉伸模量高于完全融合时的间接拉伸模量9个百分点；当掺入量为40%时，常规温再生间接拉伸模量高于完全融合时的13个百分点；当掺入量为50%时，常规温再生间接拉伸模量高于完全融合时的19个百分点。可见，对于常规温再生条件的新旧沥青混合料的间接拉伸模量来说，并没有下降。

4 结论

通过对旧料掺入量分别为30%、40%、50%条件下温拌沥青工艺的融合性能进行试验分析，温再生沥青混合料试件的劈裂强度、浸水劈裂强度、未冻融劈裂强度、冻融后劈裂强度值以及间接拉伸模量总体上都随着回收旧料比例的增加而上升；而对于完全融合条件下的相关性能值来说，常规温再生的融合性指标普遍高于完全融合条件下的试件性能。

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王鑫应（1979-），男，新乡市方正公路工程监理咨询公司，现任交通类工程师，主要从事公路工程、监理、试验等方面工作。