乳化沥青厂拌冷再生在宁夏京藏改扩建应用研究

王金国

(宁夏交通投资集团有限公司，宁夏 银川 750000)

1 引 言

随着我国公路建设逐步进入大面积养护时代，沥青路面回收用迫在眉睫，乳化沥青冷再生作为沥青路面回收利用方案之一，不仅可以降低修路的成本，还可以充分利用资源，变废为宝，消除“黑色污染”，对我国构建“资源节约型”、“环境友好型”交通发展模式也具有重要意义。

本研究以宁夏京藏改扩建乳化沥青冷再生路面工程为依托，根据宁夏交通环境和气候特点，通过乳化沥青冷再生混合料的应用性能研究，为宁夏地区乳化沥青冷再生路面的应用提供基础。

2 原材料性能研究

结合京藏改扩建实际项目情况，所需材料如表1所示。

表1 使用材料来源

2.1 冷再生用矿料试验研究

按照《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)对回收沥青旧料RAP(0～5)mm、RAP(5～10)mm、RAP(10～30)mm、碎石(15～25)mm及矿粉进行筛分，其中RAP筛分为干筛法试验，其各项检测结果见表2。

按照《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)确定RAP 含水率，试样烘干温度按照45 ℃，其各试验结果见表3。

表2 各矿料筛分试验结果

表3 RAP含水率试验结果

本研究对再生用集料碎石进行了试验研究，试验结果如表4所示。

表4 集料验结果

2.2 乳化沥青试验研究

根据宁夏气候特点，结合京藏改扩建对于再生沥青路面性能要求，采用现场定制化生产乳化沥青，其各项检测结果见表5。

表5 橡胶沥青检测结果

2.2 水泥试验研究

按照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T1346-2011)对乳化沥青冷再生用水泥进行试验研究，试验结果见表6。

表6 水泥验结果

3 再生混合料级配确定

结合回收料、矿粉的筛分结果，按照《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)，采用粗粒式乳化沥青再生混合料工程设计级配范围，确定再生混合料各档矿料比例，根据本项目工程情况，选定级配进行相关试验研究，见表7、表8所示。

表7 再生混合料配合比

备注：水泥不计入矿料级配，外掺1.5%水泥质量与矿料混合料干质量比。

表8 再生混合料合成级配

图1 再生混合料级配合成图

4 再生混合料试验研究

4.1 最佳预拌水量确定

为接近工程实际，本研究采用击实试验，分3层，每层击实98次，固定乳化沥青的外掺量为3.5%，水泥外掺1.5%，外加预拌水量分别为矿料混合料干质量2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%，试验结果见表9，干密度与总含水率的关系如图2所示，根据图2确定混合料最佳含水率为4.3%。

表9 不同外加预拌水量下的干密度、总含水率

图2 干密度和含水率关系图

4.2 最佳乳化沥青含量确定

本研究通过马歇尔试验、劈裂试验、孔隙率与乳化沥青掺量的关系综合确定乳化沥青最佳掺量，试验结果见表10和图3、图4、图5所示。

表10 不同乳化沥青用量再生混合料性能研究

图3 毛体积相对密度与乳化沥青用量关系图

图4 毛孔隙率与乳化沥青用量关系图

图5 马歇尔稳定度与乳化沥青用量关系图

按照孔隙率要求7%～12%范围要求，综合以上研究结果确定最佳乳化沥青掺量为3.6%。

4.3 乳化沥青再生混合料路用性能检验

根据以上设计结果，按照最佳乳化沥青掺量为3.6%，外加预拌水量2.6%，外掺水泥用量1.5%的配合比成型马歇尔试件，对混合料孔隙率、劈裂强度、冻融劈裂抗拉强度比、动稳定度等路用性能进行检验，试验结果均满足规范要求，见表11所示。

表11 混合料路用性能试验结果

5 再生混合料现场铺装性能检测

按照以上混合料进行拌和，现场进行施工，施工完后对压实度进行检测，指标满足要求。压实度随机取样结构为91.8%、90.6%、92.8%(要求≥90%)。

图6 冷再生碾压有序 图7 标冷再生芯样切割

6 乳化沥青再生路面经济社会效益分析

通过研究，采用乳化沥青再生的沥青混合料路用性能满足规范要求，同时，通过将废旧沥青路面用于路面施工，可以有效消除“黑色污染”，对我国构建“资源节约型”、“环境友好型”交通发展模式也具有重要意义。

7 结 语

本文结合成京藏改扩建实体路面再生工程，对乳化沥青再生混合料原材料、级配选取、混合料设计、性能验证及现场铺装性能研究，得出以下结论。

(1)通过配合比设计及相关路用性能研究，表明乳化沥青再生混合料高温性能、抗水损害性能及低温性能等均满足要求。此外，乳化沥青再生混合料的应用，可以有效消除“黑色污染”，对我国构建“资源节约型”、“环境友好型”交通发展模式也具有重要意义。具有较大推广价值。

(2)通过研究给出了乳化沥青再生配合比设计及性能检验过程，明确了乳化沥青再生混合料检验控制要点，为宁夏地区乳化沥青再生应用提供技术支持及实体参考。