温拌再生沥青混合料耐久性能室内试验研究

发布时间：2019-11-23 13:41

【摘要】：作为公路翻修维护的一项新技术,集成温拌技术与热拌再生技术优点的温拌再生技术越来越受到重视,在验证热再生沥青混合料和添加两种温拌剂的温再生沥青混合料配合比设计合理的基础上,分别采用冻融循环劈裂试验、老化试验以及疲劳试验对3种再生沥青混合料的水稳定性能、低温抗裂性能以及疲劳寿命等耐久性能进行系统研究,研究结果表明:相对于热再生沥青混合料而言,添加两种温拌剂的温再生沥青混合料的动稳定度降低,最大弯曲拉应变、抗拉强度比和残留稳定度均得到不同程度的提升;温再生沥青混合料的抗老化性能和抗疲劳性能均好于热再生沥青混合料,且添加DAT温拌剂的沥青混合料抗老化、抗疲劳性能优于添加S-I温拌剂的沥青混合料;三种再生沥青混合料的疲劳寿命试验值采用线性疲劳方程拟合效果较好。研究成果可以为温拌再生沥青混合料的应用提供指导和借鉴。
【图文】：

进行系统研究，以期为温拌再生技术的广泛应用提供参考和借鉴。1混合料配合比设计1.1确定合成级配范围沥青混合料配合比设计是建立在试验、检验、调整、完善基础上的一项技术工作［5］。温拌再生沥青混合料与热再生沥青混合料的配合比设计方法基本一致，根据热再生沥青混合料的配合比设计方法综合考虑废旧沥青混合料掺量、混合料级配、试验拌和设备的规格型号、沥青性能及温拌剂类型等各项因素后，确定以35%的废旧沥青混合料铣刨料掺量进行温拌再生沥青混合料配合比设计。热再生沥青混合料的集料合成级配组成见图1所示。1.2确定最佳沥青用量按照马歇尔设计方法确定热再生沥青混合料的最佳沥青用量，其拌和温度为160℃，压实温度是150℃。为了恢复废旧沥青的性能指标，结合废旧沥青铣刨料的实际老化情况，本次实验使用再生剂对混合料进行恢复改善以保证再生沥青与新沥青的目标标号相同，本次试验目标型号为重交沥青AH－90。根据《公路沥青路面施工技术规范》［6］相关要求，分别得出沥青质量分数3.5%、4.0%、4.5%、5.0%，5.5%对应的最大理论相对密度，毛体积相对密度，间隙率，空隙率，，饱和度，稳定图1再生沥青混合料集料合成级配Figure1Aggregategradationofrecycledasphaltmixture度和流值，最终确定热再生沥青混合料中最佳沥青用量为4.48%。2温再生沥青混合料拌和及压实温度温拌再生技术可以降低热再生沥青混合料的拌和温度和压实温度，但其受温拌剂的成分类型和性能指标影响很大。实际操作过程中，需要根据温拌剂的类型及性能选择合适的用以确定拌和温度及压实温度的具体方法。为了便于比较，本文选用两种常见的表面活性类化学温拌剂(DAT和S－I)进行试验。常规试验一般根据新沥青的粘温曲线确定混合料的拌

公路工程42卷图2压实温度/拌合温度与空隙率的关系Figure2Ｒelationshipbetweencompactiontemperature/mix-ingtemperatureandvoidcontent拌剂的温拌再生沥青混合料(简称S－I－W，下同)的压实温度和拌和温度分别是125℃和135℃。与热再生沥青混合料(简称HＲAW，下同)相比，温度分别降低了20℃和25℃;相比而言，S－I温拌剂的降温效果要比DAT温拌剂好一些。3混合料配合比设计检验按照《公路沥青路面施工技术规范》中条文检验要求，根据上文确定的配合比和拌和及压实温度制作三种再生沥青混合料试件，分别采用常规的车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验对上述三种再生沥青混合料的配合比设计合理性进行验证。试验检验结果见图3所示。图3再生混合料配合比设计检验结果Figure3Testresultsofmixproportiondesignofrecycledmix-ture从图3可以看出:HＲAW及添加两种温拌剂的温再生沥青混合料的检验技术性能指标均能满足《公路沥青路面施工技术规范》的相关要求;相对于HＲAW而言，添加两种温拌剂的温再生沥青混合料的动稳定度降低，最大弯曲拉应变、抗拉强度比和残留稳定度均得到不同程度的提升，说明温拌再生沥青混合料的路用性能得到了改善。究其原因，主要是温拌剂中的活性剂成分促进了新旧集料的融合，改善了混合料沥青的耐久特性。下面将对温拌再生沥青混合料的耐久性能做进一步研究。4耐久性能室内试验4.1混合料冻融循环劈裂试验沥青路面冻融破坏是寒区常见的病害之一。当气温下降时，沥青混合料内部产生温度应力，且内部水分冻结膨胀，如果温度应力产生的能量积累及水分冻结膨胀体积超过自身容许极限程度，随及将引发混合料开裂破坏［7］。《公路沥青路面施工技术规范》给出了检验沥青混合料抗水?

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