沥青冷再生混合料路用性能研究

柳茵

（通辽市交通工程局，内蒙古 通辽028006）

我国在交通建设方面已经取得了较为明显的成绩，各级公路所实现的总里程数已经达到500 万公里以上，其中的养护里程总数也在97%以上，需要进行大中规模养护处理的数量在12%以上。进行公路扩建项目期间，便会同步生产数量较多的沥青混合物质废料，如果不将其妥善处理，便会对环境及资源造成过度的浪费。目前我国已经实现回收的沥青废料数量达到2 亿万吨以上，需对上述物质进行科学的处理和再利用，这样才能从根本上降低沥青混凝料对环境形成的污染影响，此外再利用还可进一步减少对现有资源的浪费，全面体现出资源再利用的价值。重点研究以再生资源代替自然资源，能够大幅降低人类发展对自然资源的消耗，以绿色理念全面促进资源的可持续发展。

我国再生沥青技术研究已经取得了一定的进展，沥青再生技术的应用范围也不断拓展。在对多种再生技术开展深化研究和实验时，便可体现出就地的或者厂拌的冷热再生技术的突出优势，同时也面临一定的技术问题。其中较为明显的便是厂拌冷再生技术所能够发挥出的优势特征。上述技术类型可将RAP 在常温状态下进行作业，能够合理解决由于反复加热导致沥青混合料出现老化的问题，因此能够明显提升回收废料的使用效率，将经济成本压缩到更为理想的水平。此外与热再生混合料类型相比，冷再生物料还有其他可研究的价值，其中在冷再生混合料中添加其他材料所产生的性能变化也具有较大的研究价值，同时对养生条件等也需加大研究力度。上述问题的可研究性更强，均可为混合料在力学强度等方面的研究提供基础参考和支持。

表1 废旧沥青混合料粒径组成

表2 老化沥青的性能参数

对于研究成果较为理想的RAP 冷再生技术来说，普遍会运用乳化沥青类型对废旧原料实施冷再生技术，此外在物料中增加辅料再生剂等物质，如水泥等，该种冷再生技术能够全面优化混合料的粘聚能力，提升路面结构的稳定性效果，对车辙等现象也能够表现出更为理想的抵御能力，通过使用该技术可全面提升其使用性能，为使用者带来更为满意的体验感。

1 原材料性能

1.1 RAP

所选择的实验对象为某项目中的实验部分应用的RAP 原料，对该类型的原料进行筛选实验，能够总结出该材料的粒径构成元素，具体的试验结果数据见表1，通过运用抽提等实验方式可对混合料中的老化沥青进行系统测试，具体指标数据见表2。

1.2 添加集料

在沥青混合料RAP 内，包含着不完整的粗集料，其在长时间的使用中经受外力荷载的反复碾压，该粗集料已经难以达到原本的设计标准。此外在针对回收物料进行破碎等操作时，粗集料势必会受到磨损，因此为了确保混合料在结构方面的性能标准，便需在其中添加一定的新料，促使其强度等性能达到标准要求。实验所添加的物料类型为石灰岩集料，其颗粒的直径在10mm～20mm 范围内。

冷再生物料所使用的原料为石灰岩细粉末，因此对其采取处理措施时便需保证环境的清洁，在混合料成型后将矿粉填入到细缝中，同时将沥青胶结料和石料进行粘牢。冷再生的混合物质需将水作为润滑剂，使用生活用水即可。在开展混合料的实验期间，还需添加P.O 42.5 硅酸盐水泥，提升混合料自身的活性，科学设置水泥混入量，充分发挥再生混合料的乳化作用，水泥在硬化后也能够大幅提升自身的密度和强度指标。加入水泥物质还可进一步优化沥青与水泥混合物的粘性指标，全面提升乳化沥青在力学等方面的性能。

1.3 乳化沥青

在冷再生混合物质中添加乳化沥青，可倾向于使用慢裂型，同时结合项目实施区域高温气候特征，运用对高温环境具有较高适应性的沥青或者成品乳化原料。本文在选择实验原料时，全面考虑行管的性能研究标准和项目经验，确定使用SS 型乳化沥青，该种类型的原料具有更高的稳定性特征，在冷再生环境下，其所能够实现的破乳速度和粘性参数均可迎合区域的气候特征，在冷再生混合物质路用性能测试等方面具有更高的适用习惯特征，具体的乳化沥青技术参数如表3 所示。

2 再生混合料配合比设计

2.1 混合料级配设计

在实施实验研究期间，需保证混合料的设计级配能够达到标准要求。同时借鉴工程实践中的级配，具体如图1。从图1 中所示的范围可见，该实验设计级配可全面达到行业规范和工程的具体需求。

2.2 混合料成型方案

依据当前国内外实施的冷再生实验研究成果及总结的经验，本文着重对RAP 冷再生混合料实施两次击实的手段完成定型处理，该种方式能够充分迎合混合料的实际工作状态，首次击实均可实现对混合料的初次压实，再次击实便可实现RAP 上层热料的压实处理。结合所总结的工程经验能够判定实验所获得的孔隙率等指标，本文开展的马歇尔试件的成型实验便使用首次双面各100 次击实处理，常温2d 后再进行双面击实50 次，从而达到预期的实验效果。

3 外加剂最佳掺量分析

3.1 最佳液体含量

液体含量主要由拌合期间、乳化沥青中以及矿料内的水三部分构成，若想达到理想的液体含量标准，便需结合不同的含量再生混合料所具有的含水率等指标进行测定及具体分析。因此技术人员便可结合确定的乳化沥青及水泥的添加量，将矿料组分进行烘干处理，此后分析不同含水率对水量和混合料密度变化的影响。具体实验数据可参照图2。

图2 不同含水率时再生混合料试件密度结果

从上图数据可知，混合料试件所具有的含水率不断提升，其干密度指标也会随之产生先高后低的情况，当含水率达到5.5%时，混合料的干密度值便达到最大。可见实验所能够达到的最佳液体含量为5.5%，此时混合料的干密度值可达2.207g/cm3。

3.2 最佳乳化沥青用量

RAP 混合料的沥青掺量一般需结合具体的实验手段和工程需求来确定，行业内并未形成标准的规定。在对沥青公路进行运用时，部分情况下可通过对不同掺量的混合料进行密度对比来确定适当的掺量，部分情况可通过控制混合料的孔隙率指标实施，确定马歇尔试件的最佳强度指标最终确定适合的沥青掺量值。与热拌沥青混合物相比，冷再生沥青混合物质的孔隙率明显增高。本文所作出的实验便是借助固体液体含量等指标，对乳化沥青掺量进行测定，最终计算出其强度指标，从而能够得到最为理想的乳化沥青使用量，具体的实验数据如图3 所示。

图3 空隙率和强度指标随乳化沥青掺量变化

从上图可知，乳化沥青的具体掺量与混合料的孔隙率及强度具有直接关联关系，其掺量越高，冷再生混合料所具有的孔隙率越低。直到达到最低值，此后再逐渐升高。15℃劈裂强度在乳化沥青掺量提升后，其表现为先升后降的变化规律，从数据可见，乳化沥青最为理想的掺量应为3.4%，此时混合料的孔隙率和强度指标均可达到较为理想的水平。

3.3 最佳水泥用量

RAP 再生沥青的强度与加入其中的水泥量具有直接的关联关系，为了确定最为适合的水泥用量指标，向工程项目实施提供数据参考，便需在不同水泥用量下，对再生沥青的混合料进行相关指标的测试和分析。在对水泥用量进行确定期间，需结合上述实验程序，使用最适合的液体含量和乳化剂产量，基于改变水泥产量的形式对孔隙率和强度指标进行分别测试，总结其变化的规律，将水泥掺量控制在适当范围。结合相关的实验经验可知，本实验所设定的水泥掺量应低于2%，实施混合料成型的方式可依据2.2 章节所阐述的方法，同时对掺杂水泥后的试件实施7d 常温静置处理，具体实验所获得的结果如图4 记录。

图4 最佳水泥用量的确定

由上图数据可见，当水泥掺量达到1.5%时，RAP 冷再生混合物的孔隙率指标能够达到最优状态，如果水泥掺量在1.5%以上，则空隙率指标反而会增长，在掺量达到2%时，对应的孔隙率会变成9.5%。针对劈裂强度指标的变化情况进行分析，如果水泥的掺量较低，则可在一定程度上提升冷再生混合料的强度指标。掺入量在0.5%时，混合料的劈裂强度指标可达到0.4Mpa。劈裂强度与水泥用量呈正相关关系，当掺量达到1.5%，对应的劈裂强度指标为0.52Mpa，掺量在2%的劈裂强度为0.54Mpa。从上图可见，水泥掺量在1.5%以内时，水泥掺入量会大幅影响混合料的强度指标，而水泥掺量达到一定值后，对混合料的强度指标影响不再明显。全面衡量空隙率和劈裂强度等指标，确定水泥最为理想的掺入量应为1.5%，此时混合料的强度性能能够达到较为理想的状态。

表4 RAP 混合料路用性能指标

3.4 冷再生混合料路用性能

依据上述实验步骤和结果进行分析，能够确定最为理想的液体含量和沥青掺量指标，从而得出水泥用量和设计级配的最佳标准，在对马歇尔试件进行压实处理时，可依据行业标准的实验手段对试件的各类性能指标进行测试。经过实验验证，RAP冷再生混合料所具有的毛体积密度可达2.253g/cm3，对应的孔隙率指标为9.4%，能够达到9%～12%的标准。对混合料的劈裂强度实施测试，混合料在15℃状态下所达到的劈裂强度为0.53MPa，已经高出行业标准范围。

针对已经成型的马歇尔试件开展稳定度及抗拉强度等指标进行测定时，可运用三组平行的试件开展实验，依据三个结果计算出平均值，从而得出混合料路用性能的参数数据。具体如表4 所示。

结合上图的数据可知，在本文的实验环境中，冷再生混合料所具有的路用性能均可达到再生沥青混合料的标准要求，可见上述方法在实施冷再生混合料施工时可全面迎合项目建设的具体标准要求，从而保证再生沥青具有更为理想的使用效果，可在相应的地区广泛使用。

4 结论

本文依据项目实施区域的高温特征，结合地区内使用的厂拌RAP 冷再生混合料所具有的具体性能和参数信息，具体设计混合料的级配。针对已经成型的马歇尔试件开展测试，重点分析其孔隙率及强度等指标参数，以此确定混合料最为理想的液体含量应为5.5%，理想的沥青掺量应达到3.4%，水泥用量需设置为1.5%。基于对实际工程碾压进行两次模拟实验，获得相应的混合料试件，并进一步针对其路用性指标进行测试，通过结果可知，混合料技术的各项路用指标均可达到理想状态，能够尽量接近行业技术的标准要求，并具有较高的应用性功能，能够对在高温区域内实施冷再生混合料的应用提供有益的借鉴，全面促进该领域路用性能的深化研究，为实际项目的实施提供扎实的理论指导。