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瀝青路面廢料冷再生利用試驗分析

文檔作者：劉明輝苗育成郭愛林文檔來源：華北水利水電學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年04月07日
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第31卷第4期
2010年8月
華北水利水 電學院學報
Journal of North China Institute of W ater Conservancy and Hydroelectric Power
V0l_3l No．4
Aug．2010
文章編號：1002—5634(2010)04—0050—04
瀝青路面廢料冷再生利用試驗分析
劉明輝，苗育成，郭愛林
(華北水利水電學院，河南鄭州450011)
摘要：為了研究瀝青路面舊料的性能特點及冷再生技術(shù)的可靠適用性，進行了舊料的性能試驗分析和以水
泥為添加劑的冷再生混合料性能的室內(nèi)強度試驗．試驗結(jié)果表明：分析舊瀝青混合料中瀝青和集料性能變化
規(guī)律可對再生混合料合成級配及添加劑的確定提供依據(jù)；在舊料中摻人不同劑量的水泥添加劑和適量的水
之后，舊混合料的性質(zhì)得到改善，提高了舊混合料的抗壓強度．研究結(jié)果可為冷再生技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù)．
關(guān)鍵詞：冷再生混合料；舊料性能；最大干密度；抗壓強度
中圖分類號：U416．03 文獻標識碼：A
從上世紀90年代中后期，我國早期建成的高等
級瀝青路面陸續(xù)進入大修或改建階段，并由此產(chǎn)生
大量的瀝青廢料，若不加以有效利用，既占用場地，
又引發(fā)環(huán)境污染，且造成資源浪費．近年來，瀝青路
面維修改造新技術(shù)開始引起各界的廣泛重視，出現(xiàn)
了廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地熱再生、就地冷再
生、全深度復拌再生等一系列新技術(shù)．目前，舊瀝青
廢料的再生利用技術(shù)在我國研究和實踐方面基本處
于初期應(yīng)用階段，2008年出臺的公路瀝青路面再生
技術(shù)規(guī)范里的相關(guān)方法，也有待實踐進一步驗證．筆
者以就地冷再生技術(shù)為研究對象，進行了冷再生混
合料的相關(guān)室內(nèi)試驗研究．
所謂瀝青路面的就地冷再生，就是充分利用現(xiàn)
有舊鋪層材料(面層甚至基層)，必要時加入部分新
骨料，并按比例加入一定量的添加劑(包括水)，在
自然環(huán)境溫度下就地連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、
添加外加劑拌和、攤鋪及壓實成型，從而修筑滿足所
需路用性能質(zhì)量的新路面的一整套施工方法 ．
基中去．基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層，應(yīng)具有一定的
強度和剛度．試驗的主要目的是分析評價廢舊瀝青
混合料在使用后其材料變化特點，為舊料的合理再
生利用提供依據(jù)；同時研究水泥為添加劑的冷再生
混合料作為道路的基層或底基層時的強度性能，分
析水泥作為穩(wěn)定劑的再生混合料是否能滿足規(guī)范要
求的道路基層或底基層技術(shù)指標，確定經(jīng)濟適用的
水泥劑量，以滿足工程施工的需要 ．
1．2 試驗方案
根據(jù)試驗?zāi)康?，擬進行以下試驗：① 舊料性能的
試驗分析；② 舊瀝青路面舊料破碎后的級配分析，確
定再生混合料設(shè)計級配；③ 以4％ ，5％ ，6％ 的水泥
添加劑量分別進行混合料的擊實試驗，獲得各組混
合料最大干密度；④各組再生混合料7 d及28 d的
無側(cè)限抗壓強度試驗及結(jié)果分析．
1．3 試驗依據(jù)
冷再生混合料試驗研究所做各項試驗的依據(jù)為
文獻『6—9]．
1 試驗?zāi)康呐c方案 2 試驗過程及結(jié)果分析
1．1 試驗?zāi)康?
因瀝青路面的基層及底基層主要承受由面層傳
來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土
2．1 舊料性能試驗
2．1．1 舊路面調(diào)查
進行舊路面調(diào)查，了解瀝青路面使用現(xiàn)狀和瀝
收稿日期：2010—06—0l
基金項目：華北水利水電學院科研項目(HSQJ2009007)．
作者簡介：劉明輝(1976一)，女，河南信陽人，講師，碩士，主要從事道路丁程與交通丁程方面的研究
第31卷第4期 劉明輝，等： 瀝青路面廢料冷再生利用試驗分析 51
青面層狀況，對正確判斷舊路面瀝青混合料再生利
用價值具有重要的意義．試驗材料來源于鄭州市北
環(huán)至黃河大橋路段改擴建工程瀝青路面廢料．該路
段為原老107國道，路面結(jié)構(gòu)最初為30 cm水泥混
凝土面板+45 cm灰土基層，2005年在原路面結(jié)構(gòu)
的基礎(chǔ)上加鋪了瀝青混合料面層．經(jīng)過近5 a來的
運營，瀝青路面發(fā)生老化，相繼出現(xiàn)不同程度裂縫、
松散、剝落等病害，一定程度上影響其正常使用．試
驗用的瀝青混合料所對應(yīng)的路段路面結(jié)構(gòu)為水泥混
凝土路面上加鋪2層瀝青路面結(jié)構(gòu)．
2．1．2舊料中瀝青指標試驗分析
根據(jù)試驗需要 從改建道路現(xiàn)場獲取用挖掘機
挖去的大塊舊料，將塊料放人烘箱中適當加熱到松
散狀態(tài)(60℃左右)，用小鐵錘或小鏟適當輕擊舊路
面混合料使其松散并冷卻，按照文獻[7]中瀝青混
合料中瀝青含量試驗方法，取料進行抽提試驗和阿
布森試驗，采用儀器設(shè)備主要為電腦數(shù)顯全自動瀝
青混合料抽提儀及阿布森蒸餾裝置．通過試驗獲得
舊瀝青，測舊瀝青的3大指標 ” ．采用的具體試
驗方法如下：舊料經(jīng)過三氯乙烯浸泡30 min后，利
用電腦數(shù)顯自動抽提儀抽提瀝青混合溶液，并過濾
礦粉，用蒸餾裝置蒸餾出j氯乙烯，得到瀝青后立即
裝模，按規(guī)范要求進行瀝青性質(zhì)試驗，便可測定其各
種物理化學指標．試驗結(jié)果見表1．從表1中可以看
出，與原路使用的AH一70瀝青的技術(shù)指標比較，舊
瀝青的針人度有所降低，延度減少，軟化點提高，己
明顯趨于老化．同時得出舊料的油石比為4．29％ ，
油石比偏低說明該道路在運營過程中，瀝青已發(fā)生
老化損失．
表1 回收瀝青的基本性能指標
2．1．3 舊料中集料分析
稱取一定質(zhì)量的舊料通過抽提試驗，將抽提后
的舊集料風干，進行篩分試驗，試驗結(jié)果見表2．由
表2可看出：舊料的級配曲線與規(guī)范中范圍相比較，
大于4．75 mm的各級通過率都比規(guī)范中的要多，也
就是說大于4．75 mm的顆粒(即粗集料)已經(jīng)細化；
0．60～2．36 mm的通過量比規(guī)范中要少，即細料偏
多；通過0．075 mm篩孔徑的量并沒有明顯增加．由
篩分結(jié)果可分析舊集料細化特點：舊瀝青混凝土的
集料細化主要是粗集料細化成細集料，而細集料進
一步細化的程度較小，最終粉料量的變化：并不很明
顯．可見，原有瀝青路面在行車荷載及自然因素作用
下產(chǎn)生破壞的過程中造成了原有路面材料的骨料細
化和部分細集料的增多．當然路面銑刨過程也可能
會導致部分集料細化是集料壓碎的結(jié)果．細化的程
度如何與路面通過的交通量、交通荷載類型及使用
年限有關(guān)，每條道路情況、相應(yīng)的破壞程度不同．
表2 舊集料篩分級配結(jié)果
2．2 水泥冷再生混合料基本性能試驗
2．2．1 冷再生混合料級配設(shè)計
根據(jù)現(xiàn)場獲得的大塊瀝青混合料，模擬施工現(xiàn)
場破碎機的破碎方法，進行人工破碎為30 cln左右
的小塊料，回收瀝青路面材料(RAP)的0．075 mm
通過率一般很小，因此采用干篩法．舊料破碎后的篩
分結(jié)果見表2．從表2可以看出，舊瀝青路面破碎后
篩分結(jié)果與規(guī)范中值有一定偏差，顆粒大小分布不
均且細料偏少．因此，調(diào)整原舊料的級配，加入
3．5％(占舊料的質(zhì)量比)小于9．5 mm的碎石，再篩
分確定設(shè)計級配如圖1所示，該設(shè)計級配滿足規(guī)范
要求．
餐
哥
蜊
罔
篩孔徑／mm
配
圖1 混合料級配關(guān)系曲線
2．2．2 冷再生混合料擊實試驗
用烘干法測定原混合料含水率，其含水率為
1．353％ ．按照文獻[8]要求，分別對3組 同劑量
的水泥再生混合料進行擊實試驗，其實驗結(jié)果見表
3．試驗所用水泥為普通復合硅酸鹽水泥3 5，試驗
檢測水泥各項指標合格．具體試驗方法：水泥劑量按
52 華北水利水 電學院學報 2010年8月
稱取好的級配混合料的質(zhì)量百分比來計算，分別取
4％ ，5％ ，6％ 混合料質(zhì)量的水泥．每種劑量的水泥混
合料分別用了5～6組不同的加水量，采用的擊實試
件為直徑~b150 mm x+12o mm 的圓筒試模，每次試
件分3次擊實，每次擊98次．
表3 冷再生混合料擊實試驗結(jié)果
由表3可知，同級配再生混合料的最大干密度
及最佳含水率隨水泥劑量的不同而有所變化，且隨
水泥劑量的增加而呈增加趨勢．
2．2．3 冷再生混合料無側(cè)限抗壓試驗
根據(jù)再生混合料的級配設(shè)計和擊實試驗的結(jié)
果，決定采用直徑為 150 mm 的圓柱形試模．按照
水泥含量的不同分為3組．根據(jù)試驗齡期的要求，每
組采用靜壓法成型9個試件，試驗采用SYE一2000型
靜壓力機施壓．試件在標準條件下分別養(yǎng)護(溫度
2O℃ ±2 oC，濕度≥90％)6 d和27 d，浸水1 d，測
得試件7 d及28 d的無側(cè)限抗壓強度．試驗結(jié)果見
表4：由表4抗壓強度試驗結(jié)果可知，同一齡期不同
水泥劑量的再生混合料強度隨水泥劑量的增加而增
加；對比表5可以看出，水泥劑量為4％ ，5％ 和6％
的再生混合料均滿足各級公路的底基層的強度技術(shù)
要求，而6％劑量的水泥穩(wěn)定再生混合料滿足二級
及二級以下的公路基層的技術(shù)標準．
表4 冷再生混合料無側(cè)限抗壓強度試驗結(jié)果MPa
表5 無機結(jié)合料穩(wěn)定再生混合料無側(cè)限
抗壓強度的要求(7 d) MPa
3 結(jié) 語
通過瀝青路面舊料的室內(nèi)試驗研究，分析了舊
瀝青路面材料的性能，通過對3種不同水泥劑量穩(wěn)
定、相同級配的舊瀝青路面材料進行擊實試驗與無
側(cè)限抗壓強度試驗，得出以下結(jié)論：
a．舊瀝青路面材料性能的評價分析是瀝青路面
再生技術(shù)研究中解決再生的關(guān)鍵．通過舊瀝青路面
材料評價試驗，詳細了解舊瀝青的各項性能指標及
舊集料的變化規(guī)律，可為再生混合料的級配及添加
劑的確定提供依據(jù)．
b．舊瀝青路面混合料破碎后，級配一般不會滿
足規(guī)范要求，需進行混合料級配設(shè)計，在此次試驗
中，摻加一定比例的新集料使混合料級配滿足規(guī)范
對無機結(jié)合料穩(wěn)定再生混合料級配范圍的要求．
c．水泥含量對再生混合料性能有重要影響，不
同劑量的水泥添加劑在舊混合料中起到了提高冷再
生材料的強度和穩(wěn)定性的作用，‘并隨著添加劑劑量
的增加，冷再生混合料的抗壓強度隨之增大．
d．再生混合料的抗壓強度受齡期不同的影響，
7 d齡期的抗壓強度可達28 d齡期的7O％ 一85％ ，
說明水泥早期水化產(chǎn)物較多，強度增長較快，后期隨
著水泥量的減少，水化產(chǎn)物也在逐漸減少，強度增長
變得緩慢．
此次試驗研究完成試驗?zāi)康乃蟮母黜棛z測
項目，研究成果表明，廢舊的瀝青混合料是一種可再
生利用的材料資源．室內(nèi)試驗關(guān)于舊料性能的分析、
再生混合料配比的設(shè)計方法、水泥添加劑的劑量對
再生混合料性能的影響分析等結(jié)果可為冷再生混合
料的實際工程應(yīng)用提供試驗依據(jù)和思路．
參 考 文 獻
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Experim ental Analysis of Cold Recycling for W aste Asphalt Pavem ent
LIU Ming—Hui，MIAO Yu-Cheng，GUO Ai—Lin
(North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power，Zhengzhou 45001 1，China)
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干旱缺水
地球上的水，盡管數(shù)量巨大，但能直接被人們生產(chǎn)和生活利用的卻少得可憐．首先，海水又咸又苦，
不能飲用，不能澆地，也難以用于工業(yè)．其次，淡水只占總水量的2．6％ 左右，其中的絕大部分(占99％)
被凍結(jié)在遠離人類的南北兩極和凍土中，無法利用，只有不到1％ 的淡水，它們散布在湖泊、江 可和地
底下．
干旱缺水是一個世界性的問題．20世紀90年代初，南部非洲連續(xù)4年干旱少雨，農(nóng)田=F裂，水庫枯
竭，旱災(zāi)使得該地區(qū)一些國家已經(jīng)衰弱的經(jīng)濟完全失去了活力．我國農(nóng)業(yè)干旱缺水情況也很嚴重．在70
年代，每年有0．11億hm 農(nóng)田受旱，到90年代，增加到0．27億hm ．全國灌溉區(qū)每年缺水量約300億
m ．干旱缺水影響了農(nóng)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展和糧食的安全供給．干旱影響農(nóng)村，也影響城市．1995年西 安市鬧
水荒，大學只好停止期末考試，提前放了暑假．
世界淡水資源的65％集中在10個國家里，而占人口40％ 的80個國家卻嚴重缺水．如果一個國家
年人均水量在2 000 m 以下，就是缺水的國家．人均水量在1 000 m 以下的，是嚴重缺水國，共有15
個：埃及、阿聯(lián)酋、阿曼、佛得角、布隆迪、阿爾及利亞、也門、約旦、沙特阿拉伯、巴巴多斯、新加坡、巴林、
利比亞、科威特、卡塔爾、馬耳他(年人均水量僅82 m )．中國人均水量不富，是缺水國家之一．
有限的水資源，忽多忽少、忽早忽晚的降水，日益增長的需水要求，使用過程中的巨大浪費， IⅡ之污
染減少了可用水源，造成全世界各地的水荒．我國缺水的類型有3種：資源型缺水，水質(zhì)型缺水，工程型
缺水．具體到一個缺水地區(qū)，情況就復雜了，有水資源不足的，有水污染缺水的，也有供水工程不足缺水
的，還有多種情況都存在的．
(來源于中國水利科技推廣網(wǎng))

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