摘要：本文主要通過瀝青再生實驗分析，揭示瀝青粘結劑熱再生機理, 指導瀝青混凝土路面再生工藝設計，促進瀝青混凝土路面再生利用技術更加完善。

　　關鍵詞：瀝青混凝土路面,熱再生,實驗分析,學術期刊網(wǎng)

　　1前言

　　瀝青混凝土路面的再生利用 ,是將舊瀝青混凝土路面經(jīng)過翻挖、回收、破碎和篩分后 ,與再生劑、新瀝青材料、新集料等按一定比例重新拌和成混合料 ,滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝。瀝青混凝土路面的再生利用 ,能夠節(jié)約大量的瀝青、砂石等原材料 ,節(jié)省工程投資 ,同時有利于處理廢料和保護環(huán)境 ,因而具有顯著的經(jīng)濟效益、社會和環(huán)境效益。隨著近年來人們對環(huán)保、社會效益的關注 ,瀝青混凝土路面再生利用技術越來越受到人們的重視 ,已成為公路工程建設中有待進一步發(fā)展的重要實用技術。

　　2再生添加劑擴散滲透的試驗設計

　　影響再生瀝青粘結劑組分間混溶滲透的3個主要因素是溫度、濃度梯度和時間。據(jù)此設計模擬試驗,以該3個因素為變量, 實際測試它們對粘結劑形成的影響程度, 以揭示瀝青粘結劑熱再生機理, 指導瀝青混凝土路面再生工藝設計。

　　2.1試驗設計方法

　　在熱再生瀝青混合料形成后, 要將舊料表面瀝青粘結劑薄膜分為內外兩層, 測試其性狀差異、驗證其混溶均勻程度相對比較困難。考慮到如果設計試驗測得舊集料表面內層與外層瀝青膜內礦粉與瀝青的比例的差異, 也可以從一方面反映再生瀝青粘結劑的混溶差異程度。具體來講, 將摻拌了新瀝青( 再生劑) 、但未摻加礦粉的舊瀝青料( 含舊礦粉) 與較高溫度的石料自然、充分拌和, 此時新添石料表面獲得的瀝青粘結劑顯然主要由舊瀝青料外層的瀝青膜組成, 測試其中礦粉與瀝青比例, 將該比例與理論上完全混溶下應有的比例比較, 即可在很大程度上反映原拌和工序和條件下舊瀝青料表面粘結劑的混溶狀況。

　　在試驗室內模擬工程條件制備舊瀝青混合料,并盡可能按照熱再生施工過程中的溫度狀況和再生條件進行新舊料拌和, 以推測實際工程中可能出現(xiàn)的狀況。

　　本試驗采用的材料如下: 礦料為石灰?guī)r集料

　　( 9.5mm和2.36mm兩種粒徑) , 表觀密度為2.71g/ cm3;礦粉為石灰石粉, 表觀密度為2.64g/ cm3;蘭煉130號基質瀝青, 短期和長期老化的殼牌70號瀝青, 相關物理指標測試結果見表1。

　　為簡化舊瀝青混合料的制備和便于新舊料的分離, 本試驗僅采用單一粒徑的集料摻加合適用量的礦粉模擬路面舊集料, 然后直接拌和長期老化瀝青來模擬路面的舊瀝青混合料。

　　取用0.5kg 2.36mm集料、5.5g 老化瀝青與5.5g礦粉( 瀝青和礦粉用量按瀝青膜厚約9m計算) , 按普通瀝青混合料拌制工藝拌和而成, 以模擬舊瀝青混合料相關情況。新瀝青采用蘭煉130號瀝青, 用量同樣為5. 5g, 這樣從總體上, 再生瀝青粘結劑中礦粉與瀝青質量比為0. 5。新添石料取用0. 4kg, 加熱至200℃, 采用的單一粒徑的9. 5mm集料, 以利于與舊料分開。

　　2.2　試驗工藝條件

　　根據(jù)對菲克定律的分析, 考慮到熱再生過程中常見的工序條件, 將舊料的再生條件分為以下4種情況進行分析:

　　( 1) 舊料常溫溫度, 不加再生劑;

　　( 2) 舊料預熱110℃, 不加再生劑;

　　( 3) 舊料常溫溫度, 摻加R1100再生劑;

　　( 4) 舊料預熱110℃, 摻加R1100再生劑。

　　同時, 上面每一種情況按拌和時間再分為1min和3min兩種情形。

　　摻加再生劑時, 為了保證結合料總量不變, 即再生劑與瀝青量的總和仍是11g, 同時考慮到該再生劑對舊瀝青性能的作用情況取用摻加率為10%( 占舊瀝青結合料比例) , 所以舊瀝青量調整為5g, 再生劑用量為0.5g, 新瀝青量仍為5.5g。在摻加新瀝青前, 依據(jù)實際拌制工藝, 先摻拌再生劑, 時間均為0.5min, 總拌和時間不變。

　　3試驗結果及分析

　　3.1試驗結果

　　根據(jù)試驗設計方案, 在室內進行測試, 得到8個試驗條件下的試驗數(shù)據(jù)。

　　3.2多因子方差分析

　　下面對試驗結果進行有交互影響的多因子方差分析。試驗影響因素及水平。

　　按正交設計方法列出表示試驗值變量的觀測值, 見表4, 相應的方差分析。

　　F檢驗的臨界值為: F0.90( 1, 1) = 39.9; F0.95( 1 ,1) = 161。可以看出拌和時間、溫度和再生劑3個因子的交互作用對粘結劑混溶程度影響很小, 將它們從表5方差分析表中排除出去, 重新得到修正的方差分析表,。

　　此時的F檢驗臨界值為: F0.90( 1, 4) = 4. 54;F0.95( 1, 4) = 7.71; F0.99( 1, 4) =21. 2。可以看出, 舊料預熱因素和再生劑因素高度顯著地影響粘結劑混溶程度, 拌和時間的不同對粘結劑混溶程度也有顯著的影響, 但3因素間交互作用不明顯, 也即采取措施越多, 混溶效果越明顯。

　　分析試驗結果可以得如下結論。

　　( 1) 摻加適量再生劑、對舊料進行預熱, 且拌和時間較長的情況下, 基本可以達到再生瀝青粘結劑混溶均勻; 而在最不利的條件, 即不摻加適量再生劑、舊料常溫溫度且拌和時間較短的情況下, 轉移到新集料瀝青膜內礦粉的含量明顯偏低, 礦粉與瀝青比例僅為0.19, 也可以理解為在新添石料的再生瀝青粘結劑中, 新瀝青約占80%, 故而混溶程度不佳。

　　( 2) 舊料溫度、再生劑的摻用以及拌和時間這3個再生條件對試驗結果影響都很大。添加再生劑后,粘結劑混溶程度平均提高22%; 舊料預熱后粘結劑混溶程度平均提高28%; 拌和時間延長后粘結劑混

　　溶程度平均提高20%。僅采用一個有利于再生瀝青混溶的條件時, 粘結劑混溶程度都在60%左右( 試驗條件Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ) ;而同時采用兩個有利于再生瀝青混溶的條件時, 則粘結劑混溶程度都在90%左右( 試驗條件Ⅳ、Ⅵ和Ⅶ) , 此時可以認為達到比較理想的混溶效果。

　　根據(jù)上述試驗結果, 針對具體工程情況, 在瀝青混凝土路面再生利用過程中, 建議應至少采用摻加再生劑、預熱舊料以及延長拌和時間3個條件中的兩項來促使新舊瀝青粘結劑的充分混溶再生, 以保證再生瀝青粘結劑質量。

　　4結論

　　總而言之，瀝青混凝土路面的再生利用 ,是將舊瀝青混凝土路面經(jīng)過翻挖、回收、破碎和篩分后 ,與再生劑、新瀝青材料、新集料等按一定比例重新拌和成混合料。熱再生過程中,在瀝青混凝土路面再生利用過程中,應至少采用預熱舊料溫度、摻加再生劑, 以及延長拌和時間3個條件中的兩項來促使新舊粘結劑的充分混溶再生, 保證再生瀝青粘結劑質量。