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沥青路面废料冷再生利用试验分析

文档作者：刘明辉苗育成郭爱林文档来源：华北水利水电学院		点击数：	更新时间： 2021年04月07日
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第31卷第4期
2010年8月
华北水利水 电学院学报
Journal of North China Institute of W ater Conservancy and Hydroelectric Power
V0l_3l No．4
Aug．2010
文章编号：1002—5634(2010)04—0050—04
沥青路面废料冷再生利用试验分析
刘明辉，苗育成，郭爱林
(华北水利水电学院，河南郑州450011)
摘要：为了研究沥青路面旧料的性能特点及冷再生技术的可靠适用性，进行了旧料的性能试验分析和以水
泥为添加剂的冷再生混合料性能的室内强度试验．试验结果表明：分析旧沥青混合料中沥青和集料性能变化
规律可对再生混合料合成级配及添加剂的确定提供依据；在旧料中掺人不同剂量的水泥添加剂和适量的水
之后，旧混合料的性质得到改善，提高了旧混合料的抗压强度．研究结果可为冷再生技术的应用提供依据．
关键词：冷再生混合料；旧料性能；最大干密度；抗压强度
中图分类号：U416．03 文献标识码：A
从上世纪90年代中后期，我国早期建成的高等
级沥青路面陆续进入大修或改建阶段，并由此产生
大量的沥青废料，若不加以有效利用，既占用场地，
又引发环境污染，且造成资源浪费．近年来，沥青路
面维修改造新技术开始引起各界的广泛重视，出现
了厂拌热再生、厂拌冷再生、就地热再生、就地冷再
生、全深度复拌再生等一系列新技术．目前，旧沥青
废料的再生利用技术在我国研究和实践方面基本处
于初期应用阶段，2008年出台的公路沥青路面再生
技术规范里的相关方法，也有待实践进一步验证．笔
者以就地冷再生技术为研究对象，进行了冷再生混
合料的相关室内试验研究．
所谓沥青路面的就地冷再生，就是充分利用现
有旧铺层材料(面层甚至基层)，必要时加入部分新
骨料，并按比例加入一定量的添加剂(包括水)，在
自然环境温度下就地连续地完成材料的铣刨、破碎、
添加外加剂拌和、摊铺及压实成型，从而修筑满足所
需路用性能质量的新路面的一整套施工方法 ．
基中去．基层是路面结构中的承重层，应具有一定的
强度和刚度．试验的主要目的是分析评价废旧沥青
混合料在使用后其材料变化特点，为旧料的合理再
生利用提供依据；同时研究水泥为添加剂的冷再生
混合料作为道路的基层或底基层时的强度性能，分
析水泥作为稳定剂的再生混合料是否能满足规范要
求的道路基层或底基层技术指标，确定经济适用的
水泥剂量，以满足工程施工的需要 ．
1．2 试验方案
根据试验目的，拟进行以下试验：① 旧料性能的
试验分析；② 旧沥青路面旧料破碎后的级配分析，确
定再生混合料设计级配；③ 以4％ ，5％ ，6％ 的水泥
添加剂量分别进行混合料的击实试验，获得各组混
合料最大干密度；④各组再生混合料7 d及28 d的
无侧限抗压强度试验及结果分析．
1．3 试验依据
冷再生混合料试验研究所做各项试验的依据为
文献『6—9]．
1 试验目的与方案 2 试验过程及结果分析
1．1 试验目的
因沥青路面的基层及底基层主要承受由面层传
来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土
2．1 旧料性能试验
2．1．1 旧路面调查
进行旧路面调查，了解沥青路面使用现状和沥
收稿日期：2010—06—0l
基金项目：华北水利水电学院科研项目(HSQJ2009007)．
作者简介：刘明辉(1976一)，女，河南信阳人，讲师，硕士，主要从事道路丁程与交通丁程方面的研究
第31卷第4期 刘明辉，等： 沥青路面废料冷再生利用试验分析 51
青面层状况，对正确判断旧路面沥青混合料再生利
用价值具有重要的意义．试验材料来源于郑州市北
环至黄河大桥路段改扩建工程沥青路面废料．该路
段为原老107国道，路面结构最初为30 cm水泥混
凝土面板+45 cm灰土基层，2005年在原路面结构
的基础上加铺了沥青混合料面层．经过近5 a来的
运营，沥青路面发生老化，相继出现不同程度裂缝、
松散、剥落等病害，一定程度上影响其正常使用．试
验用的沥青混合料所对应的路段路面结构为水泥混
凝土路面上加铺2层沥青路面结构．
2．1．2旧料中沥青指标试验分析
根据试验需要 从改建道路现场获取用挖掘机
挖去的大块旧料，将块料放人烘箱中适当加热到松
散状态(60℃左右)，用小铁锤或小铲适当轻击旧路
面混合料使其松散并冷却，按照文献[7]中沥青混
合料中沥青含量试验方法，取料进行抽提试验和阿
布森试验，采用仪器设备主要为电脑数显全自动沥
青混合料抽提仪及阿布森蒸馏装置．通过试验获得
旧沥青，测旧沥青的3大指标 ” ．采用的具体试
验方法如下：旧料经过三氯乙烯浸泡30 min后，利
用电脑数显自动抽提仪抽提沥青混合溶液，并过滤
矿粉，用蒸馏装置蒸馏出j氯乙烯，得到沥青后立即
装模，按规范要求进行沥青性质试验，便可测定其各
种物理化学指标．试验结果见表1．从表1中可以看
出，与原路使用的AH一70沥青的技术指标比较，旧
沥青的针人度有所降低，延度减少，软化点提高，己
明显趋于老化．同时得出旧料的油石比为4．29％ ，
油石比偏低说明该道路在运营过程中，沥青已发生
老化损失．
表1 回收沥青的基本性能指标
2．1．3 旧料中集料分析
称取一定质量的旧料通过抽提试验，将抽提后
的旧集料风干，进行筛分试验，试验结果见表2．由
表2可看出：旧料的级配曲线与规范中范围相比较，
大于4．75 mm的各级通过率都比规范中的要多，也
就是说大于4．75 mm的颗粒(即粗集料)已经细化；
0．60～2．36 mm的通过量比规范中要少，即细料偏
多；通过0．075 mm筛孔径的量并没有明显增加．由
筛分结果可分析旧集料细化特点：旧沥青混凝土的
集料细化主要是粗集料细化成细集料，而细集料进
一步细化的程度较小，最终粉料量的变化：并不很明
显．可见，原有沥青路面在行车荷载及自然因素作用
下产生破坏的过程中造成了原有路面材料的骨料细
化和部分细集料的增多．当然路面铣刨过程也可能
会导致部分集料细化是集料压碎的结果．细化的程
度如何与路面通过的交通量、交通荷载类型及使用
年限有关，每条道路情况、相应的破坏程度不同．
表2 旧集料筛分级配结果
2．2 水泥冷再生混合料基本性能试验
2．2．1 冷再生混合料级配设计
根据现场获得的大块沥青混合料，模拟施工现
场破碎机的破碎方法，进行人工破碎为30 cln左右
的小块料，回收沥青路面材料(RAP)的0．075 mm
通过率一般很小，因此采用干筛法．旧料破碎后的筛
分结果见表2．从表2可以看出，旧沥青路面破碎后
筛分结果与规范中值有一定偏差，颗粒大小分布不
均且细料偏少．因此，调整原旧料的级配，加入
3．5％(占旧料的质量比)小于9．5 mm的碎石，再筛
分确定设计级配如图1所示，该设计级配满足规范
要求．
餐
哥
蜊
罔
筛孔径／mm
配
图1 混合料级配关系曲线
2．2．2 冷再生混合料击实试验
用烘干法测定原混合料含水率，其含水率为
1．353％ ．按照文献[8]要求，分别对3组 同剂量
的水泥再生混合料进行击实试验，其实验结果见表
3．试验所用水泥为普通复合硅酸盐水泥3 5，试验
检测水泥各项指标合格．具体试验方法：水泥剂量按
52 华北水利水 电学院学报 2010年8月
称取好的级配混合料的质量百分比来计算，分别取
4％ ，5％ ，6％ 混合料质量的水泥．每种剂量的水泥混
合料分别用了5～6组不同的加水量，采用的击实试
件为直径~b150 mm x+12o mm 的圆筒试模，每次试
件分3次击实，每次击98次．
表3 冷再生混合料击实试验结果
由表3可知，同级配再生混合料的最大干密度
及最佳含水率随水泥剂量的不同而有所变化，且随
水泥剂量的增加而呈增加趋势．
2．2．3 冷再生混合料无侧限抗压试验
根据再生混合料的级配设计和击实试验的结
果，决定采用直径为 150 mm 的圆柱形试模．按照
水泥含量的不同分为3组．根据试验龄期的要求，每
组采用静压法成型9个试件，试验采用SYE一2000型
静压力机施压．试件在标准条件下分别养护(温度
2O℃ ±2 oC，湿度≥90％)6 d和27 d，浸水1 d，测
得试件7 d及28 d的无侧限抗压强度．试验结果见
表4：由表4抗压强度试验结果可知，同一龄期不同
水泥剂量的再生混合料强度随水泥剂量的增加而增
加；对比表5可以看出，水泥剂量为4％ ，5％ 和6％
的再生混合料均满足各级公路的底基层的强度技术
要求，而6％剂量的水泥稳定再生混合料满足二级
及二级以下的公路基层的技术标准．
表4 冷再生混合料无侧限抗压强度试验结果MPa
表5 无机结合料稳定再生混合料无侧限
抗压强度的要求(7 d) MPa
3 结 语
通过沥青路面旧料的室内试验研究，分析了旧
沥青路面材料的性能，通过对3种不同水泥剂量稳
定、相同级配的旧沥青路面材料进行击实试验与无
侧限抗压强度试验，得出以下结论：
a．旧沥青路面材料性能的评价分析是沥青路面
再生技术研究中解决再生的关键．通过旧沥青路面
材料评价试验，详细了解旧沥青的各项性能指标及
旧集料的变化规律，可为再生混合料的级配及添加
剂的确定提供依据．
b．旧沥青路面混合料破碎后，级配一般不会满
足规范要求，需进行混合料级配设计，在此次试验
中，掺加一定比例的新集料使混合料级配满足规范
对无机结合料稳定再生混合料级配范围的要求．
c．水泥含量对再生混合料性能有重要影响，不
同剂量的水泥添加剂在旧混合料中起到了提高冷再
生材料的强度和稳定性的作用，‘并随着添加剂剂量
的增加，冷再生混合料的抗压强度随之增大．
d．再生混合料的抗压强度受龄期不同的影响，
7 d龄期的抗压强度可达28 d龄期的7O％ 一85％ ，
说明水泥早期水化产物较多，强度增长较快，后期随
着水泥量的减少，水化产物也在逐渐减少，强度增长
变得缓慢．
此次试验研究完成试验目的所要求的各项检测
项目，研究成果表明，废旧的沥青混合料是一种可再
生利用的材料资源．室内试验关于旧料性能的分析、
再生混合料配比的设计方法、水泥添加剂的剂量对
再生混合料性能的影响分析等结果可为冷再生混合
料的实际工程应用提供试验依据和思路．
参 考 文 献
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干旱缺水
地球上的水，尽管数量巨大，但能直接被人们生产和生活利用的却少得可怜．首先，海水又咸又苦，
不能饮用，不能浇地，也难以用于工业．其次，淡水只占总水量的2．6％ 左右，其中的绝大部分(占99％)
被冻结在远离人类的南北两极和冻土中，无法利用，只有不到1％ 的淡水，它们散布在湖泊、江 可和地
底下．
干旱缺水是一个世界性的问题．20世纪90年代初，南部非洲连续4年干旱少雨，农田=F裂，水库枯
竭，旱灾使得该地区一些国家已经衰弱的经济完全失去了活力．我国农业干旱缺水情况也很严重．在70
年代，每年有0．11亿hm 农田受旱，到90年代，增加到0．27亿hm ．全国灌溉区每年缺水量约300亿
m ．干旱缺水影响了农业的稳步发展和粮食的安全供给．干旱影响农村，也影响城市．1995年西 安市闹
水荒，大学只好停止期末考试，提前放了暑假．
世界淡水资源的65％集中在10个国家里，而占人口40％ 的80个国家却严重缺水．如果一个国家
年人均水量在2 000 m 以下，就是缺水的国家．人均水量在1 000 m 以下的，是严重缺水国，共有15
个：埃及、阿联酋、阿曼、佛得角、布隆迪、阿尔及利亚、也门、约旦、沙特阿拉伯、巴巴多斯、新加坡、巴林、
利比亚、科威特、卡塔尔、马耳他(年人均水量仅82 m )．中国人均水量不富，是缺水国家之一．
有限的水资源，忽多忽少、忽早忽晚的降水，日益增长的需水要求，使用过程中的巨大浪费， IⅡ之污
染减少了可用水源，造成全世界各地的水荒．我国缺水的类型有3种：资源型缺水，水质型缺水，工程型
缺水．具体到一个缺水地区，情况就复杂了，有水资源不足的，有水污染缺水的，也有供水工程不足缺水
的，还有多种情况都存在的．
(来源于中国水利科技推广网)

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