旧路铣刨材料在沥青路面加铺层中的应用试验

张莹 秦圆贺 李怀健 许斌

（1.河北雄安京德高速公路有限公司，河北 石家庄 050000；2.中路高科（北京）公路技术有限公司，北京 100000）

一、引言

我国道路发展已经从大建设阶段过渡到养护阶段，而旧路铣刨作为路面养护的常用手段之一，其过程中会产生大量旧料。如果不能合理利用，则会造成大规模的浪费。

沥青路面的铣刨材料一般指，旧沥青路面面层铣刨后回收的旧集料，其表面往往会有部分沥青残留物。根据美国新泽西州环境保护部的定义，沥青铣刨材料通常指铣刨机研磨沥青混凝土表面产生的细小颗粒，其大小尺寸一般在灰尘到小于1英寸（约合2.54厘米）之间。铣刨材料可用作再生沥青路面热拌或冷拌时，骨料的替代品，作为颗粒基层或底基层、稳定基层的骨料，或路堤填料。

但是，目前绝大部分的铣刨材料并未发挥出其最大的经济价值。在路面施工工程中使用铣刨材料具有成本效益、可持续性和环境友好性等优点。虽然完全使用铣刨材料作为骨料会有一些缺点，例如承载能力较低，但是部分研究人员仍然试图通过使用沥青、水泥或其他黏结材料来提高路面的服役性能，并将其用于路面养护工作中。

加铺层一般指厚度小于4厘米的非结构性养护层，通常铺设在旧路面上。其材料通常采用热拌沥青（HMA）或温拌沥青。本文试验的主要目标是分析铣刨材料在路面养护中用作旧路加铺层的适用性，以及在不同应用情况下乳化沥青的用量。

本文以粗铣刨材料和细铣刨材料为试验对象，对比不含任何乳化沥青的粗铣刨材料与含有1%乳化沥青的粗铣刨材料的性能。试验结果显示，不含任何乳化沥青的粗铣刨材料内部没有足够的内聚力。相反，含有1%乳化沥青的粗铣刨材料表现出了更好的内聚力和完整性。

通过试验，对比含1%乳化沥青的细铣刨材料与含有2%乳化沥青的细铣刨材料的性能，结果显示，与1%乳化沥青的细铣刨材料相比，使用2%乳化沥青的细铣刨材料的黏聚力效果更好。

综上所述，如果在混合料中使用了乳化沥青，则铣刨材料只能用作薄层覆盖。

二、铣刨材料

铣刨材料均从现场回收，并把回收的铣刨材料与不同比例的HFE300乳化沥青混合，通过试验确定乳化沥青的最小用量。较粗的铣刨材料的筛孔通过率如表1所示。

表1 粗铣刨材料的级配范围

粗铣刨材料和细铣刨材料的堆放状态如图1所示，细铣刨材料的最大粒径为不超过4.75毫米。通过近距离观测可知，这两种铣刨材料的表观颜色均为深色，这表明颗粒表层含有一定量的沥青黏结剂。而与粗颗粒相比，细颗粒含有更多的沥青黏结剂。

图1 铣刨材料料堆

三、铣刨材料作为旧路加铺层材料的应用试验

（一）不添加任何黏结剂的粗铣刨材料用作加铺层

由于每种铣刨材料的颗粒上都含有一定量的残留沥青，因此仅使用铣刨材料作为填料，观察其是否可以在不添加任何额外沥青或黏结剂的情况下，用作旧路面的加铺层。

首先，把铣刨材料加热到170摄氏度左右并充分拌和，然后把加热并拌和均匀的铣刨材料在不添加任何沥青或黏结剂的情况下摊铺并压实。通过现场观测可知，铣刨材料之间没有任何黏结性。这说明铣刨材料表面残留的沥青不足以把铣刨材料有效黏结在一起，即需要在铣刨材料里添加一定量的沥青或黏结剂，以保证其颗粒间相互黏结并形成整体。因此，不添加任何黏合剂的铣刨材料不能在现场用作旧路加铺层。

（二）添加1%乳化沥青的粗铣刨材料用作加铺层

由于未添加黏合剂的铣刨材料未显示出任何黏结性，因此向铣刨材料中添加1%乳化沥青，即把铣刨材料加热至170摄氏度，然后把加热后的乳化沥青加入混合料中拌和均匀，拌和均匀后的铣刨材料混合料如图2所示，混合料颗粒间存在一定的黏结性。

图2 添加1%乳化沥青的铣刨材料

在初步研究铣刨材料颗粒间的黏结性后，选择一条旧路，并采用铣刨材料为其铺筑加铺层。

首先在旧路面上喷涂一薄层CSS-1H乳化沥青作为黏结层，喷涂前后的路面状态如图3所示。

图3 旧路面喷涂黏结层前后的对比

现场加热并充分拌和并添加1%乳化沥青的铣刨材料后，立即在摊铺温度不低于150摄氏度的条件下完成摊铺。之后，使用15吨充气轮胎压路机压实两遍，再使用3吨钢压路机压实一遍，覆盖层厚度约为6厘米，压实后的旧路加铺层如图4所示。

图4 压实后的旧路加铺层

（三）细铣刨材料用作薄加铺层

首先，在加热并拌和均匀的细铣刨材料中添加1%的乳化沥青，之后把混合料作为薄加铺层摊铺在旧路上并压实。观察可知，采用细铣刨材料铺筑加铺层的路面，其颗粒间的黏结性不好，加铺层表面可见大量裂纹，如图5（a）所示。这是由于细铣刨材料相比于粗铣刨材料具有更大的表面积，因此需要添加更多的乳化沥青。

其次，调整试验方案，把2%的乳化沥青添加至细铣刨材料中，并重复上述试验。观察可知，旧路加铺层表面没有任何肉眼可见的裂缝，如图5（b）所示。两次加铺层厚度均控制在4厘米左右。

图5 细铣刨材料加铺层

四、结语

通过实际工程案例研究可以得到相关结论。

在实际工程中可以把细铣刨材料和粗铣刨材料混合在一起，用作旧路加铺层；铣刨材料上原有的残留沥青不足以使颗粒间形成黏结性，因此需要添加一定量的沥青或黏结剂；粗铣刨材料添加1%的乳化沥青便可以形成良好的黏结性，而细铣刨材料则需要添加2%的乳化沥青才能达到同样的效果，因此细铣刨材料所需的黏结剂多于粗铣刨材料；在实际工程中，应根据铣刨材料的颗粒类型优选黏结剂的类型和用量。