改性瀝青路面就地熱再生添加劑的研究與應用

葛超

摘 要：隨著國家大力推廣瀝青路面就地熱再生，就地熱再生的路面性能已成為研究熱點。本文通過項目室內外試驗，對就地熱再生工藝中的再生劑和SBR膠乳進行了分析與評價。結果表明，對于改性瀝青路面，SBR膠乳能顯著提高抗車轍性能和抗疲勞開裂性能，且對于水穩定性和低溫抗裂性等方面比再生劑具有更好的性能。

關鍵詞：就地熱再生;SBR膠乳;再生劑;再生瀝青路面;抗車轍性

中圖分類號：U418 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）22-0121-02

0 引言

近年來，我國陸續實施了多種公路養護工程，但對資金和能源的消耗巨大。隨著國家對建設“兩型社會”發展的需求，要求高質量、低成本的道路技術與材料。瀝青路面就地熱再生技術正是解決此問題的關鍵技術之一，該技術可一次性實現對路表一定深度范圍內的路面再生。目前，就地熱再生技術已經在我國多個省份進行了應用。

就地熱再生施工中，通常選用再生劑使老化瀝青恢復活力。然而，常用的再生劑并不適用于老化的改性瀝青。目前，SBR膠乳是再生劑的理想替代品。雖然目前我國大多數就地熱再生工藝仍采用再生劑，但SBR膠乳在再生改性瀝青混合料方面已得到重視。本文的研究目的是通過項目室內外試驗，分析與評價兩種用于改性瀝青就地熱再生工藝的添加劑——再生劑和SBR膠乳。

1 項目室內試驗

1.1 瀝青結合料試驗

選取兩個試件分別加入再生劑和SBR膠乳，并保證充分混合，分別測試原瀝青、老化瀝青、含再生劑的老化瀝青和含SBR膠乳的老化瀝青的性能，結果如表1所示。

根據測試結果在表1可知：SBR膠乳在恢復老化改性瀝青的延度、高溫和低溫性能等方面具有較好的性能，也提高了結合料的粘度。相比之下，再生劑卻容易降低結合料的高溫性能。

1.2 再生瀝青混合料性能分析

（1）高溫穩定性試驗。采用流變測試的方法以評估再生混合料的抗車轍性。試驗溫度設定為60℃，在波長為0.1s的半正弦波形中重復施加動態載荷，間隔0.9s建立永久變形的模型如式1所示。

εp=aN+b ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （式1）

εp為永久變形;N為荷載次數;a，b斜率和截距。

式1中，蠕斜率a可反映混合料的高溫抗變形能力，斜率a越小，高溫性能越好。通過多次測試可得出數據：摻加再生劑的舊料εp為34965με，而摻加SBR膠乳的舊料εp為42365με。經計算，摻加再生劑的舊料a為5.251，摻加SBR膠乳的舊料a為3.345，可知摻加SBR膠乳的再生混合料具有更好的高溫性能。

（2）水穩定性試驗。該測試用于確定混合料抗水分損害的能力。以凍融劈裂強度比（TSR）用作評價指標，其計算依據如式2所示。

TSR=×100 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（式2）

式2中，RT1為未凍融循環的第一組試件的平均抗拉強度，MPa;RT2為凍融循環后的第二組試件的平均抗拉強度，MPa;TSR為凍融劈裂強度比，%。

經測試，加入再生劑和SBR膠乳的TSR分別為83.3和88.2，說明SBR膠乳再生混合料凍融劈裂比更高，具有更好的高溫抗車轍性。

（3）低溫性能試驗。選用小梁彎曲試驗以確定再生混合料的低溫抗裂性能。測試結果如表2所示。

表2測試結果可知，SBR膠乳在低溫環境下能顯著提高舊料的抗裂性。

2 試驗路鋪筑

室外試驗通過試驗路鋪筑、后期跟蹤檢測等方法來確定就地熱再生添加劑的優劣。施工路段選擇青銀高速濟南繞城北線段下行K104+000～K110+700，施工長度為6.7km，其中4.5km的路面再生使用再生劑，1.7km的路面再生使用SBR膠乳。銑刨表面層的深度為4cm，舊路面混合料的組成與實驗室設計的混合料相同。

2.1 再生路面質量檢測

對兩種不同添加劑進行就地熱再生的試驗段進行質量檢測，檢測結果如表3所示。

由表3可知，兩種添加劑方案的路面再生技術指標均符合技術規范的要求，再生后的路面質量良好，說明再生劑或SBR膠乳作為添加劑均是合理可行的。

2.2 試驗段跟蹤檢測

對試驗段進行跟蹤檢測，分析兩種添加劑方案的實際路用性能。收集近三年的試驗段平整度指數、車轍深度，匯總數據并計算平均值，形成曲線。圖1為平整度指數平均增長曲線，圖2為車轍深度平均增長曲線。

由圖1、圖2可知：與使用再生劑的就地熱再生路面相比，使用SBR膠乳的再生路面具有更小的永久變形能力，且車轍深度增長較小，具有較好的抗車轍性能。

3 結語

本文對改性瀝青路面就地熱中使用的兩種添加劑（再生劑和SBR膠乳）性能進行了分析與比較。通過室內外試驗，對兩種添加劑的改性瀝青就地熱再生混合料的性能進行了評價和比較，研究結果如下：

（1）室內試驗表明，SBR膠乳在提高老化改性瀝青結合料的延展性和低溫性能方面表現出比再生劑更好的性能，并增加了結合料的粘度。

（2）通過再生混合料性能測試，SBR膠乳能顯著提高RAP的抗車轍、抗水損傷、抗低溫開裂等，在再生混合料中具有較好的應用性能。

（3）通過室外試驗表明， SBR膠乳對于就地熱再生后的路面具有更好的抗車轍性能。

參考文獻

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