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再生沥青混合料旧料掺量研究综述

2018-03-31

四川水泥 2018年3期
关键词:旧料集料老化

宋 鹏

(重庆交通大学 土木工程学院, 重庆 400074)

0 引言

高等沥青混凝土道路的使用年限一般为15年,低等路面使用年限更少,为10年左右。目前,90年代建设的大量沥青混凝土道路急需有效的养护和修理,且需要养护修理的道路随着时间的增加会越来越多。在此过程中,将会产生大量的旧沥青路面材料,如果不能对这些废旧材料进行有效的处理,对于环境将是极大的污染,同时也是一种明显的资源浪费。实验研究表明,这些旧料经过再生之后很多都是符合路用性能的,因此,沥青再生的重要性也越来越突出。

1 国内外研究现状

1.1 国外研究现状

沥青路面的再生利用在1973年石油危机爆发时引起各国的重视和关注。旧料再生沥青得以发展主要有以下两方面的原因,一是技术方面的基础,大型冷刨设备的进步和大量的使用为旧料再生沥青提供了原材料。二是对环保需求的必然性,旧料的再生利用避免了旧料对环境的严重污染、使得资源的结构更加合理,对于降低路面造价也有可观的经济价值。基于以上原因,旧料再生沥青得到了各方面的重视,得以快速的发展,并涌现了很多可观的成果。

研究得到了RAP料的加入可以增加沥青混合料的高温稳定性,但是随着RAP量的增加,路面疲劳开裂的可能性会随之增大。从研究结果来看,RAP的掺量大于60%时,其性质受RAP料的加工情况影响很大。

日本的再生沥青研究是在1976年开始得到发展,1993年到2000年间,沥青旧料的再生率已经从78%增加到90%。相关学者也对再生沥青混合料的性能是否可以达到使用的标准进行了研究[1],,并提出了RAP掺量要考虑再生剂和旧料性能的观点。

法国对于沥青旧料的研究成果在再生剂剂量与再生效果的关系方面较多[2]。在2011年西班牙的“FENIX”项目中,对RAP的变异性进行了研究,并研究了沥青旧料掺量的提高对混合料性能的影响。

1.2 国内研究现状

我国对再生沥青的研究主要集中再生机理的研究和掺量性能对比、再生沥青的应用施工技术等方面。如徐静等人从氧化、挥发、聚合、裂解等方面对沥青的老化机理进行了分析和综述[3]。倪小军等人对再生沥青的配合比设计和施工方法做了一定的阐述,旧料掺量集中在30%到50%之间[4]。张继森等人进行了RAP掺量对沥青路面性能影响的分析[5],使用的掺量分别为25%、55%、85%,分析了随RAP掺量增加,高温稳定性和水稳定性增加,而低温和渗水性能降低的特点。

2 影响再生沥青混合料旧料掺量的因素

2.1 旧料性能

不同的RAP集料级配会很大程度上影响旧料掺量的合适程度以及旧料掺量范围的选择。

2.2 再生剂及新料的选择

沥青再生剂的目的主要包含两个方面,一是降低老化沥青的粘度,二是提高再生沥青的路用性能。

早在 2001年,吴少鹏等人就在研究沥青路面老化机理的基础上[6],对沥青再生剂的种类和掺量进行了研究,提出了再生剂掺量在5%到11%的观点。由此可以得出再生剂的种类和掺量都会对老化沥青的性能产生很大的影响,针对不同的RAP,选择合适种类和用量的再生剂对RAP的掺量提高非常重要。

目前对于加入新料对旧料的影响分析较少,值得深入研究。

2.3 沥青混合料的配合比设计

混合料配合比设计的合理性会严重影响道路性能和使用年限。现行的《公路沥青再生技术规范》并未对新加沥青对旧料的性能影响做出解释,对配合比设计的要求中,RAP集料掺量为15%~30%,旧料掺配比低。要提高RAP集料的掺配比,需要更加精确的合理的混合料配合比设计。

3 存在的问题及发展方向

通过对沥青再生机理和RAP掺量对沥青再生混合料的影响分析知,RAP集料的加入有助于提升高温稳定性和水稳定,但是不利于低温性能,渗水性能也会降低。在再生剂和新沥青、新料加入的情况下,会对低温性能及渗水性能进行改善。在道路使用过程中,各种道路对混合料的性能要求也不相同,这使得RAP集料掺量的增加具备了理论和实践的基础。

针对以上问题,可以对RAP集料性能做更深入的研究分析,并根据各地、各路段产生的RAP集料分级方法进行研究。对于高性能的RAP集料可以进行高掺量实验,选择最有利于发挥RAP集料优势的再生剂,并对再生剂在实际道路使用中的耐久性和稳定性进行分析,增加高RAP集料掺量再生沥青的实用性。对新料对旧料性能的影响进行研究,改善新料对再生沥青路面的效果,进行更加精细合理的配合比设计,充分展现高旧料掺量再生沥青路面的实用性。从而实现高旧料掺量的再生沥青混合料实践应用,并有效的在工程应用中发挥效果。

4 结语

随着对资源和环境要求的提高,再生沥青的应用会越来越普及,对RAP旧料掺量提高的研究也有其必要性,而实际工程应用中我国再生沥青混合料的RAP集料掺量普遍偏低。可以从以下方面提高RAP集料掺量:对旧料的性能研究需要进一步深入,包含其性能和特点;对再生剂的选择应更加规范化,方便快捷的选出与不同旧料性能最相符的再生剂,提高再生剂的稳定性和耐久性;新料对旧料性能的影响可以深入分析;再生沥青混合料配合比设计方法应该更加细致。综合以上方法和研究方向,充分发挥再生沥青性能,提高RAP集料掺量,更好的实现资源节约和环境保护。

[1] Makoto P.Kato, Hiroaki Ohshima, Katsumi Tanaka. Content-based retrieval for heterogeneous domains; domain adaptation by relative aggregation points[J]. Tools and Resources, 2012, 56(9):811-820

[2] Dao Xin Wei, Li Bian , Bao Lin Zhu . Research on High Blending Ratio of RAP Hot Recycling Plant[J] . Applied Mechanies and Materials, 2009, 361(363):1645-1649

[3] 徐静.沥青老化机理综述[J].石油沥青,2011,25(4):1-7

[4]倪小军.沥青路面再生利用技术综述[J].重庆交通学院学报,2004,23(5):39-43

[5] 张继森.再生沥青混合料RAP掺量对使用性能的影响[J].公路工程,2013,38(4):107-110

[6] 吴少鹏.路用沥青再生剂的研究[J].东南大学学报,2001,22(4):93-97

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