纤维复合乳化沥青厂拌冷再生技术应用研究

赵廷杰

(北京市交通委员会路政局密云公路分局 北京市 101500)

纤维复合乳化沥青厂拌冷再生技术应用研究

赵廷杰

(北京市交通委员会路政局密云公路分局 北京市 101500)

乳化沥青厂拌冷再生技术在我国高速公路、干线公路及市政道路大中修、改扩建项目中得到了广泛应用。在常规乳化沥青厂拌冷再生的基础上，对纤维复合乳化沥青厂拌冷再生技术材料性能进行了研究，研究结果表明：纤维复合乳化沥青厂拌冷再生混合料可以应用于重载交通条件下的高速公路沥青路面中面层。

道路工程；乳化沥青；厂拌冷再生；纤维；再生剂

目前，我国对乳化沥青厂拌冷再生技术进行了较多的研究，在高速公路、干线公路及市政道路大中修、改扩建项目中也已得到了较广泛的应用。但是，目前各项目的乳化沥青厂拌冷再生混合料主要采用的是常规配方，混合料通常由RAP料、新骨料、矿粉、水泥、水、乳化沥青等材料组成，且混合料的部分性能指标的峰值略低于热拌沥青混合料。本文以京承高速公路中修项目为依托，在常规乳化沥青厂拌冷再生混合料的基础上，添加了部分纤维与再生剂，对改良后的冷再生混合料材料性能进行研究，供沥青路面大中修、改扩建项目参考。

1 概况

京承高速公路(二期)途径顺义、昌平、怀柔、密云三区一县，于2006年9月竣工通车，起点为顺义区高丽营，终点密云县沙峪沟，路线全长46.7km，为全封闭、全立交的高速公路。设计行车速度120km/h，双向6车道。截至2015年，京承高速公路(二期)自建成投入运营已近10年，根据现场调查，路面局部出现了病害，主要表现为车辙，车辙深度约2～3cm。为避免路面技术状况进一步下降，2015年9月对路面病害进行了维修处治。

京承高速公路路面类型为沥青混凝土路面，原路面结构为5cmSMA-16上面层+6cmAC-20C中面层+7cmAC-25C下面层+54cm二灰碎石基层，路面总厚度为72cm。根据维修设计方案，车辙病害处治方案为：铣刨11cm沥青面层，回补6cm纤维复合乳化沥青厂拌冷再生层+5cmSMA-16上面层。

5cmSMA-166cmAC-20C7cmAC-25C54cm二灰碎石

图1 原路面结构

图2 维修路面结构

2 材料组成设计

2.1 原材料技术要求

表1 乳化沥青的技术要求

冷再生混合料中的乳化沥青应采用项目级专用乳化沥青，应根据沥青面层铣刨料中老沥青的老化程度进行复配，同时还应对老沥青有一定程度的软化作用，并能对沥青面层铣刨料形成全面的裹覆。本项目采用慢裂快凝型乳化沥青。其技术指标见表1。

其余原材料RAP料、新骨料、碎石、矿粉、水泥、水等原材料均满足规范要求。

2.2 级配设计

采用特种专用筛分设备将11cm沥青上、中面层铣刨料筛分成0～5mm、5～10mm、10～20mm三档，为了调整矿料级配，添加了一定比例的10～20mm碎石。此外，为了提高冷再生混合料的水稳性能，外掺1.5%的32.5普通硅酸盐水泥。各档材料掺配结果见表2，合成级配见图3。

表2 再生混合料设计掺配结果

2.3 纤维用量

纤维材料在热拌沥青混合料中的应用已比较广泛，其作用机理主要是加筋原理，在沥青混合料中掺配一定数量的纤维用来提高混合料的抗拉强度。目前相关研究结果表明，乳化沥青厂拌冷再生混合料劈裂强度峰值相比热拌沥青混合料要稍低，因此本项目参考相关资料，在冷再生混合料中外掺0.5%的A型纤维。

2.4 再生剂用量

目前，我国乳化沥青厂拌冷再生混合料配合比设计中，RAP料主要是做为黑色石料来掺配。为了激活RAP料中的旧沥青的活性，提高混合料的柔塑性，本项目冷再生混合料配合比设计时,采用SGT1501常温再生剂，外掺用量为0.6%。

2.5 最佳含水率

采用表2掺配比例，根据工程经验，乳化沥青用量取3.5%，水泥用量取1.5%，按照0.5%的变化梯度采用不同用水量进行试验，采用最大干密度对应的含水量为最佳含水量。从图4可以看出，本项目最佳含水量为4.5%。

2.6 最佳乳化沥青用量

采用相同的材料掺配比例，乳化沥青分别采用2.5%、3.0%、3.5%不同用量，并根据工程经验改变外掺水用量，击实马歇尔试件，并综合分析马歇尔试件的毛体积相对密度、空隙率、劈裂强度与60℃稳定度等指标，具体试验结果见图5～图8，综合各项指标要求，本项目最佳乳化沥青用量为3%。

3 混合料性能验证

根据上述配合比设计结果，RAP料0～5mm、5～10mm、10～30mm与新矿料10～20mm、矿粉的添加比例为33∶16∶37∶12∶2，外掺1.5%的32.5普通硅酸盐水泥，A型纤维0.5%，再生剂含量为0.6%，最佳含水率为4.5 %，最佳乳化沥青用量为3.0%，进行了混合料的60℃动稳定度、15℃劈裂强度、60℃稳定度、干湿劈裂强度比与冻融劈裂强度比试验，试验结果见表3，从试验结果可知，冷再生混合料各项性能均满足规范技术要求。

表3 性能验证试验结果

4 试验路铺筑及应用效果

京承高速公路冷再生路面现场养生48h后取芯，取芯效果见图9，芯样完整、密实，芯孔壁光滑。冷再生混合料性能满足《公路沥青路面再生技术规范》JTG F41—2008的要求。京承高速公路维修至今已有10个月，目前使用效果良好，路表无病害。

京承高速公路纤维复合乳化沥青厂拌冷再生混合料应用在第三车道中面层，6cm等厚替代改性沥青AC-20热拌沥青混凝土，冷再生与上面层铺筑间隔3h，早期强度高，70t运输车在施工仅3h的冷再生层上进行摊铺，覆盖后2d取出完整芯样，实现快速保通，取得良好的应用效果。

5 结论

(1)纤维复合乳化沥青厂拌冷再生混合料材料性能满足公路沥青路面再生技术规范要求。

(2)纤维复合乳化沥青厂拌冷再生混合料可以应用于重载交通条件下的高速公路沥青路面中面层。

[1] 陈祥峰，张嘉林，常明丰. 厂拌乳化沥青冷再生配合比设计[J].公路，2012(8).

[2] 孙斌.水泥-乳化沥青厂拌冷再生技术在昌九高速公路技术改造工程中的应用研究[J].公路交通科技(应用技术版)，2008(11).

[3] 中华人民共和国交通运输部.JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2011.

[4] 中华人民共和国交通运输部.JTG H10-2009公路沥青路面再生技术规范[S].北京：人民交通出版社，2008.

[5] 中华人民共和国交通部.JTG D50-2006公路沥青路面设计规范[S].北京：人民交通出版社，2006.

Application Research of Fiber Composite Emulsified Asphalt Central Plant Cold Recycling Technology

ZHAOTing-jie

(Beijing Committee of Communications Road Affair Bureau Miyun Branch,Beijng 101500,China)

Emulsified asphalt central plant cold recycling technology has been more widely used in large and medium repair, renovation and expansion project of expressway, arterial highways and municipal roads . On the basis of conventional Emulsified asphalt central plant cold recycling, Fiber composite emulsified asphalt central plant cold recycling technology material properties were studied. The results showed that the Fiber composite emulsified asphalt central plant cold recycled mixtures can be used for the intermediate layer under heavy traffic conditions in large and medium conservation projects; And its material properties significantly higher than the emulsified asphalt central plant cold recycled mixes material performance requirements.

Road engineering; Emulsified Asphalt; Central Plant Cold Recycling; Fiber; Regeneration agent

1673-6052(2016)11-0061-04

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.11.017

U416.26

B