温拌再生新旧沥青的融合性试验研究

张飞龙

（中建八局第一建设有限公司 山东济南 250100）

1 概述

随着我国可持续发展战略的不断推进，相关部门和社会各界越发重视公路工程建设中沥青路面材料的回收再生处理技术。由技术应用角度综合考量，常拌温新旧沥青混合技术工艺通常所回收沥青掺入比例较低。国家相关规定内明确标示掺配比例为15～30%范围内，一般而言实际掺量比例会在20%以下。常拌温再生技术需要对温度进行有效管控，通常情况下新料需要加热200℃，回收旧料的加热温度为110℃，然后通过单独烘干模式将二者掺入沥青混合料拌合锅内。实际操作过程中需要十分严格的管控回收旧料的加热温度，如果加热温度过高会使得旧料沥青出现老化的情况，其碳化情况加剧且与提升机粘结几率增加，对正常作业造成十分严重的影响。

2 常拌热再生与温拌热再生工艺研究现状

在温拌热再生工艺中可借助表面活性剂将原本30%的旧料掺入比例进行突破，初步估算可将其提升到40～50%左右。有部分相关工作者认为随着旧料掺入量的不断提升混合料的动稳定性会相应的降低，但是于冻融劈裂强度而言却可以达到常规热拌性能的水平。但是也具有一定的不足，主要表现在评价性能指标方面，仅对常规温拌再生混合料进行考虑，对于新旧沥青的融合性则是过多忽略。有人利用相容性理论研究温拌新旧混合料，借助浓度梯度深入研究拌和过程中掺入量不同所造成的不同扩散作用，并利用温拌剂对其粘结度进行降低，进而沥青老化的扩散得到降低。但是此种理论也有一定的弊端，即无法明确表面活性剂的应用和沥青粘结度二者之间的关系。综合考量当前阶段国内常拌温再生以及温拌热再生的相关研究，仍旧处于初期探索阶段，目前尚未突破回收旧料掺入量的具体限制，而且无法明确新旧沥青融合性。

3 温拌再生新旧沥青混合料融合性具体研究方案

本次研究主要对新旧沥青混合料的融合性进行深入探究，将常规温再生混合料作为对比基础，以沥青混合料的路用性能作为突破口展开研究。此外，于完全融合的新旧沥青而言，利用抽提以及蒸馏进行回收，然后依据相关技术的具体比例对其进行加热并保证混合均衡。对于各混合料的具体用量而言，常规温再生和完全融合的工况基本一致。

3.1 原材料、沥青配比

本次研究中的沥青是道路使用的70#A级石油沥青；温拌添加剂则对工程验证后的表面活性剂温拌剂进行使用；10～20mm玄武岩、3～5mm石灰岩、0～3mm石灰岩以及5～10mm玄武岩是本次研究选用的集料。依据现行的相关规范应用公路工程中十分普遍的AC-16型级配比例。需要特别注意的是，需要尽最大努力拉近回收旧料沥青的含量与相关设定值。

3.2 温拌技术的具体应用

为了将技术实施的可行性进行提升，在温拌技术中使温拌沥青对热沥青进行替代，并进行相应的拌和混合料，并借助表面活性剂来对拌和温度进行有效控制。于常规温拌技术而言，首先将回收旧料加入拌和锅使其与新集料进行预拌，然后对其进行加热，并在加热后使其和温拌混合料进行拌和。本次研究中对常规温拌供给温度进行控制，旧料掺入量控制在30%左右，新集料温度控制在170℃左右；如新集料温度控制在175℃左右，那么旧料掺入量提升至40%左右；控制新集料温度在180℃左右，则旧料掺入量随之提升至最高值，也就是50%左右。旧料温度可以将其归为两个等级，一个等级为135℃，另外一个等级为100℃。进一步分析新旧沥青的完全融合工况，首先将旧料和新集料分开进行配比，将其进行混合并将温拌添加剂加入，对加热温度进行控制，其中需要控制温拌沥青温度在135℃左右，集料的温度则需要控制在150℃左右。

表1 新集料控制温度和旧料掺入量二者关系

3.3 控制预拌时间

本次实验的场地为实验室，温再生混合料在具体拌制以前先在拌和锅内进行搅拌，搅拌时间控制在15～25s，然后优化处理旧料中的固结问题，此操作有利于旧料与新料二者在预拌阶段混合均匀性的提升。所以说，后续实验的推进过程中仍旧需要对旧料和新集料进行相应的预拌处理，预拌时间控制在25s以下，预拌完成之后再进行后续的温再生拌制。

3.4 选择试验方法

将录用沥青混合料试验的实际状况作为根本依据，利用间接拉伸试验方法对其融合性进行研究和分析，具体指标包含：①干湿劈裂强度和冻融劈裂强度值；②混合料的劈裂实验强度值。实施具体的劈裂试验时，将实验方法作为依据对圆柱体试件进行制作，不同宽度的圆弧压条作用至试件完成劈裂破坏试验。间接拉伸劲度模量实验可以将CEN欧洲标准作为参考，借助相应的试验机将半正矢量处理应用在荷载波。在进行具体的试验之前借助保温箱做好试验准备，保温箱温度设置为15℃，保温时长为4h，控制应力水平于250KPA，并对试件预先进行相应的脉冲荷载，进而可获取劲度模量。

4 结果分析

4.1 分析劈裂强度和浸水劈裂强度

于温再生和完全融合条件下温再生劈裂强度的相关实验而言，将旧料不同掺入量比例作为依据，对比分析常规条件下温再生沥青混合料和完全融合温再生沥青混合料的具体浸水劈裂强度和劈裂强度。对比结果显示，如温再生混合料中旧沥青掺入量在30%左右，那么其浸水劈裂强度值与劈裂强度值都比完全融合沥青混合料要大。如将旧料掺入量提升至40%或者50%，强度值对比结果仍旧具有一致性。所以说，对于温再生沥青混合料而言，虽然二者应用沥青混合总量一致，但是常规温再生工艺的拌和初期对热拌和方式进行应用，所以说旧料和集料的温度都相对较高，通常情况下会大于温拌再生温度，因此，此部分旧料的吸收百分率也相对较高，其融合性能随之提升，获取相对满意的结果。对于完全融合工艺而言，因其新集料抽提在与旧料充分融合以后处于温再生的模式下，分别将二者温度控制在150℃左右，拌和温度则需要控制于125℃上下，相比热拌和来说其温度相对较低。因此，可以说温度较低的条件直接影响旧料与新集料的拌和作用和吸收百分率，而且可降低二者的融合性能。

4.2 冻融劈裂分析

分析冻融劈裂强度时，需要对不同旧料掺入比例的混合料由完全融合温再生工艺和常温温再生工艺的角度分别进行相同冻融条件的劈裂试验，并对其试验结果进行对比分析。试验结果显示，如混合料中旧料沥青的掺入量在30%左右，那么温再生冻融实验值以及常规温再生劈裂值均比完全融合下的冻融劈裂值强度更高，但是二者强度值比较相近。将混合料中的旧料沥青掺入量提升至40%、50%，对比其未冻融前的劈裂强度值和冻融之后的劈裂强度值都是常规温再生测试结果更加理想，与完全融合的测试值对比优势明显。此外，需要注意旧料参入量提升至50%时，借助常规温再生沥青混合料的新旧融合性能不会发生降低情况。

5 结束语

本次研究分别对温拌沥青工艺下的不同旧料掺入量的具体融合性能进行了试验对比，得出结果温再生工艺下的沥青混合料试件各项值均会随着旧料掺入量的提升而增加，比如未冻融劈裂强度、浸水劈裂强度、冻融劈裂强度以及劈裂强度等。对于完全融合条件下的相关性能值而言，常规温再生工艺下的融合指标均比完全融合条件下的试件性能更高一些。