分离冷再生微表处配合比设计方法

（西安公路研究院，陕西 西安 710065）

随着沥青路面养护期的到来，微表处凭借施工简单、开放交通快以及良好的抗滑、磨耗性能得到了广泛应用。目前，微表处混合料的乳化沥青用量采用“图解法”确定，通过对工程应用的调研发现，微表处配合比设计的乳化沥青用量为一个范围，而且这个范围较宽。如现场施工过程中乳化沥青用量的变化较大，则难以保证微表处路面的使用性能。因此，本文在《微表处和稀浆封层技术指南》中配合比设计方法的基础上，采用马歇尔稳定度指标研究了分离冷再生微表处混合料的最佳乳化沥青用量，为分离冷再生微表处配合比设计提供技术支撑。

一、分离式再生技术

（一）分离式再生工艺

废旧沥青混合料分离式再生就是通过对其进行除尘、破碎、油石分离和筛分的工艺，将废旧沥青和集料分离，并将集料加工成为不同粒径的道路用矿料。分离式再生工艺主要包括以下几个环节：将废旧沥青混合料送到粗式剥离机，粗式剥离机的高压喷水机和剥离剂同时对废旧沥青混合料进行作用，待废旧沥青和石料初步分离后，将粗剥离完成的材料送到细剥离机进行高压喷水和细剥离，经过细剥离的材料由筛分机按照粒径的大小进行分类。

（二）分离式再生集料的性能

按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）对5～10mm、3～5mm和0～3mm分离再生集料进行物理和力学性能检测。通过分析数据得知，分离式再生集料的压碎值和洛杉矶磨耗值等力学性能基本上与新集料一致；通过对比对分离式再生集料筛分结果与规范中的要求发现，分离式再生集料性能良好；通过分析分离式再生集料的检测结果可知，沥青路面经过长时间的使用，沥青混合料中的沥青组分发生变化，沥青的品质降低，但废旧集料经过分离再生后，集料的物理和力学性能可达到《公路沥青路面施工技术规范》中微表处的集料要求。因此，分离式再生集料可以代替新集料用于拌制微表处混合料。

二、现行配合比设计方法存在的问题

《微表处和稀浆封层技术指南》中微表处配合比设计方法中最重要的步骤就是“图解法”。对初选的混合料配方在不同的乳化沥青用量下进行1h湿轮磨耗试验和负荷轮碾压试验，根据试验结果可知，当粘附砂量为450g/m2时，对应的乳化沥青用量最大，当1h湿轮磨耗值为540g/m2时，对应的乳化沥青用量最小，从而确定乳化沥青用量的范围。

由此可见，采用“图解法”仅能确定最佳乳化沥青用量的范围，而这个范围往往较为宽泛，因而在实际工程中，最佳乳化沥青用量的选择需要依靠工程经验来确定。其次，“图解法”是单指标设计，并没有考虑混合料的路用性能。

三、分离冷再生微表处配合比设计

（一）分离冷再生微表处配合比设计方法

1.分析新材料和分离再生集料性能

2.综合对比可拌和时间和粘聚力指标，确定分离冷再生微表处混合料级配。

3.确定分离再生微表处混合料最佳乳化沥青用量

（1）通过分析负荷轮粘砂量和湿轮磨耗值，确定乳化沥青用量的范围。

（2）保持分离再生微表处混合料总含水量不变，在确定的乳化沥青用量范围中变化沥青用量进行马歇尔击实试验，双面各击实75次，在不脱模的情况下放置于60℃烘箱中养生6h后脱模，在常温下冷却后测量每个试件的高度，高度应符合规范中马歇尔试件的要求。以乳化沥青用量为横坐标，马歇尔稳定度为纵坐标绘制关系图，马歇尔稳定度指标最大值对应的乳化沥青用量为最佳配合比用量。当稳定度未出现峰值时，以湿轮磨耗试验和负荷轮粘砂试验确定的乳化沥青用量范围中值为最佳配合比用量。

4.验证配合比设计

根据确定的级配和最佳乳化沥青用量，对分离再生微表处混合料进行拌和、湿轮磨耗和负荷轮碾压等相关性能的试验，检验其是否达到设计要求。

（二）分离再生微表处配合比设计案例

1.分离再生微表处混合料试配

拌和时间和粘聚力试验

分离冷再生微表处混合料的可拌和时间试验温度为25℃，湿度为40%，可拌和时间和粘聚力试验结果如表1所示。

表1.可拌和时间及粘聚力试验结果

试验结果表明，微表处试配比例为：5～10mm、3～5mm、0～3mm集料和再生矿粉的比例为27:12:51:10。

2.分离冷再生微表处混合料最佳乳化沥青用量的确定

（1）湿轮磨耗值和负荷车轮粘附砂量试验

分离冷再生微表处混合料的湿轮磨耗值和负荷车轮粘附砂量试验结果如表2所示。

表2.混合料试验结果

（2）乳化沥青用量范围的确定

图1.微表处沥青用量关系曲线图

分析图1以及湿轮磨耗试验和负荷轮粘砂试验结果，确定乳化沥青用量范围为7.1～7.7%。

（3）马歇尔试验结果

根据马歇尔试验结果，确定的最佳乳化沥青用量为7.4%。

3.配合比设计的验证

根据分离冷再生微表处的级配和最佳乳化沥青用量，对分离再生微表处混合料进行拌和、湿轮磨耗和负荷轮碾压试验检测可知，废旧沥青混合料再生的5～10mm、3～5mm、0～3mm集料和再生矿粉的比例为27:12:51:10，乳化沥青用量为7.4%，含水量为8%，分离冷再生微表处混合料的性能达到了《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中微表处的技术要求。

四、结语

本文通过对《公路沥青路面施工技术规范》中微表处混合料配合设计方法的分析，提出了在湿轮磨耗和负荷轮碾压确定的乳化沥青用量范围下，采用马歇尔稳定度最大值确定微表处混合料最佳乳化沥青用量的设计方法。