复拌型就地热再生SMA沥青混合料的配合比设计

严以楼

摘  要：文章以润扬大桥南北接线路面养护工程为依托，介绍了复拌型就地热再生SMA沥青混合料的配合比设计方法和步骤以及混合料的室内性能试验。

关键词：就地热再生;SMA;配合比设计

中图分类号：U414 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）26-0093-02

Abstract： Based on the north-south connection pavement maintenance project of Runyang Bridge， this paper introduces the mix design method and steps of in-situ hot recycled SMA asphalt mixture and the indoor performance test of the mixture.

Keywords： geothermal regeneration; SMA; mix design

引言

复拌型就地热再生施工工艺是采用加热机和就地再生机组，将原路面加热并翻松，按需要加入新沥青、再生剂和少量的新混合料，再经过复拌机提升、再加热和充分拌合后，摊铺、碾压成型。由于江苏省内高速公路超过70%的上面层为SMA路面结构，因此，本文以润扬大桥南北接线路面养护工程为依托，对该段落上面层SMA-13沥青路面进行就地热再生设计。

1 原路面混合料级配

用微波加热车在原路面代表段落上面层进行取样，将SMA-13沥青混合料进行抽提试验，旧料的油石比平均值为5.96%，实测最大理论相对密度为2.584，旧料筛分结果见表1。

2 回收沥青性能及再生剂掺量的确定

将回收旧沥青进行试验，以判断旧沥青的老化程度。再将回收的旧沥青按不同剂量掺加再生剂，进行三大指标试验，试验中再生剂掺量为占旧沥青重量的百分比，试验结果见表2。

试验结果表明，掺加3%的再生剂后沥青针入度、软化点都达到了规范要求，延度指标有一定程度提高，因此拟定再生剂的掺量为旧沥青含量的3%。

3 新添加沥青混合料的确定

3.1 新料掺量的确定

（1）原路面铣刨新料掺入量计算：原路面铣刨1m宽，2cm厚;设再生车道为4m宽，4cm厚，以再生路面1m长度计算，得出新料掺入量=（100×100×2）/（100×400×4）×100=12.5%（外掺）。

（2）修复原路面车辙新料掺入量计算：可根据车辙深度，由公式A=0.0335m2+4.35+2.5h=0.0335×102+4.35+2.5×2=12.7%（外掺）计算获得修复车辙的新料掺入量。式中：A为新料添加百分率（%）;m为车辙（mm）;h为路面标高提升值（mm），一般取2（mm）。故新料外掺比例=12.5%+12.7%=25.2%，换算成新料内掺比例为20%。

3.2 新料级配设计

以SMA-13规范级配为目标级配，按照新料添加量20%，根据原路面级配、新料掺量以及目标级配反算新料级配范围，例如：反算新料13.2mm筛孔级配上限，计算过程为：（100-94.4×80%）/20%=122.4%。具体计算结果见表3。

根据新料级配设计中值和再生混合料目标级配中值，设计新料及再生合成级配，具体级配结果见表4。

3.3 再生混合料中新料油石比的确定

依据经验估算再生沥青混合料的油石比为5.9%，旧料的油石比为5.96%，再生剂的掺量为3%，根据公式确定新料油石比4.9%。

根据设计的再生合成级配，再生剂的掺量及计算的新料油石比，成型马歇尔试件，根据体积指标，将满足或接近设计要求的级配作为设计级配。

4 再生混合料最佳油石比的确定

按照新料掺量20%，再生剂掺量3%，新料油石比按0.5%间隔变化取3.9%、4.4%、4.9%、5.4%、5.9%，成型马歇尔试件。马歇尔试验结果见表5。

由表5可以看出，掺配后油石比为5.7%、6.0%、6.1%试件的体积指标不满足技术要求，根据往年工程经验和气候条件取新料最佳油石比为4.9%，则合成混合料最佳油石比为5.9%。

5 再生混合料性能评价

根据配合比设计结果，新、旧料比例为20%：80%，新料油石比采用4.9%，再生剂掺量为3%，采取室内拌合机拌合，对合成混合料的相关性能进行验证，试件空隙率为3.6%;稳定度为11.69kN;马歇尔残留稳定度为88.4%;冻融劈裂试验残留强度83.8%;动稳定度为4795次/mm。试验结果表明，再生沥青混合料的各项性能试验均满足设计要求，确定了施工的技术可行性。

6 结束语

通过再生剂的不同掺量对旧沥青的三大指标的影响，确定了再生剂的掺量为原路面沥青混合料中沥青含量的3%;根据铣刨后和修复车辙新料掺入量的计算，确定了新料与旧料比例按20%：80%;采用马歇尔配合比设计方法，确定了新料最佳油石比为4.9%，合成混合料最佳油石比为5.9%。通过室内试验对再生沥青混合料的高温稳定性和抗水损性能进行验证，结果表明两者性能均满足设计要求。

参考文献：

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