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瀝青路麵混合料供應之就地熱再生施工瀝青混合料級配影響性研究?

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瀝青路麵混合料供應之就地熱再生施工瀝青混合料級配影響性研究?

發布日期:2016-03-11 16:16 來源:http://www.cn-kdkj.com 點擊:

瀝青路麵混合料供應之就地熱再生施工瀝青混合料級配影響性研究?


瀝青混凝土路麵就地熱再生施工技術作為一種環保高效的瀝青混凝土路麵養護措施近年來得到廣泛應用。瀝青路麵混合料供應由於不同路麵設計和施工存在較大差異,在路麵就地熱再生之前都要對舊路麵進行詳細評價並進行再生瀝青混合料設計。

 

再生瀝青混合料配合比設計時,需確定回收瀝青混合料的摻量,新瀝青用量及新集料的級配及用量,即在確定新瀝青混合料摻量的前提下,通過調整新瀝青混合料的級配和瀝青含量來調整合成後再生瀝青混合料的級配。調整新瀝青混合料級配的依據通常是通過室內試驗確定再生混合料的高溫、低溫穩定性以及水穩定性,進而確定最佳的新瀝青混合料級配。這種確定新混合料級配的方式建立在室內試驗的基礎上,以新混合料添加量精確控製為前提,與實際施工狀況脫離,存在著局限和不足。

 

新舊瀝青混合料構成比例影響因素

 

鞍山森遠SY4500再生機組為近年來廣泛應用的瀝青混凝土路麵再生設備,本文以該機組施工為例,其進行就地熱再生時,新瀝青混合料添加量平均為再生後瀝青混凝土質量的10%。以此為前提,設計再生瀝青混合料時新舊瀝青混合料以1:9的比例進行摻配,並進行相關試驗。然而在現場施工時,新舊瀝青混合料的比例往往受到以下因素的影響:

 

(1)原路麵銑刨深度的控製精度。原路麵銑刨時由標高控製裝置自動控製銑刨深度,然而隨銑刨車前進各段路麵銑刨深度由於車輛不穩定行駛及機械運行的誤差會有一定的波動,銑刨出的舊混合料總量也發生波動和變化。

 

(2)添加新混合料的控製精度。新混合料添加方式為料鬥中新混合料從出料孔中由重力作用自由落下。料鬥中剩餘新混合料的質量在不斷變化,其從出料孔中落下的速度也隨之變化,則添加的新混合料質量總是處於波動中。

 

(3)鬆鋪厚度的影響。瀝青混凝土路麵就地熱再生針對的是路麵的麵層,深度為4~6cm,一般再生後路麵要求路表標高保持不變。為達到這一目的,鬆鋪厚度總是需要隨著混合料壓實的情況不斷進行調整,保證路麵壓實良好的前提下達到要求的標高。這就會導致在鬆鋪前不斷調整新混合料添加量,保證再生瀝青混合料有恰當的總量供應攤鋪需求,則新混合料的添加量必然處於波動中。

 

由於以上因素,新舊瀝青混合料的比例總是在發生變化。根據施工中新混合料添加量記錄,其占再生混合料的質量比例在8%~14%範圍內波動,部分路段和點位最高可達16%。

 

新瀝青混合料的摻量在施工中不斷波動,而室內試驗以確定的新瀝青混合料摻量為前提設計再生瀝青混合料,這必然導致實際施工中再生瀝青混合料級配變異性的增大。

 

新瀝青混合料摻量影響分析

 

在設計再生瀝青混合料時,通過設計不同級配的新瀝青混合料與RAP摻配來改善再生混合料級配。瀝青路麵混合料供應但由於就地熱再生施工時新舊混合料比例不斷變化,這就需要研究新混合料在確定比例下設計的級配對於施工中再生混凝土的級配影響。

 

再生瀝青混合料級配設計

 

對於不同的道路和路段的上麵層RAP級配差別較大,以昌九(南昌-九江)高速公路其中一個標段的AC-13型瀝青混合料上麵層為例,通過室內試驗分析得到其RAP級配,同時以添加新混合料為總量的10%的標準,設計了A、B、C三種新瀝青混合料級配,與RAP合成後構成A、B、C三種設計級配。以設計級配各篩通過率與RAP的各篩通過率作差,差值定義為P(%),其代表了設計級配與RAP級配的偏離程度,A、B、C三個級配的P值分別定義為Pa,Pb,Pc。

 

以RAP級配為標準,A級配靠近原RAP級配,各篩通過率差值小於±1.1%;B級配為適當偏粗級配,2.36mm與4.75mm兩篩孔通過率較RAP小,接近-3%;C級配為適當偏細級配,4.75mm篩孔通過率較RAP大,接近+2%。

 

新瀝青混合料摻量對級配影響分析

 

如第二節所述,在施工中新舊瀝青混合料構成比例在不斷變化,現研究新瀝青混合料占總量的8%、12%、14%,16%這幾種情況下合成級配的變化情況。以不同新瀝青混合料摻量下的合成級配與設計級配各篩通過率作差,差值定義為Q(%),其代表了不同新混合料摻量下合成級配與設計級配的偏離程度,A、B、C三個級配的Q值分別定義為Qa,Qb,Qc。

 

隨著新瀝青混合料摻量的不同,A級配產生的變化較微弱,各篩通過率差值均不足±1%;B級配各篩通過率則表現出較明顯的變化,隨新瀝青混合料摻量增大,4.75mm篩孔通過率逐漸減小,接近-1.8%;C級配僅在4.75mm篩孔處表現較大差值,隨摻量增大該篩孔通過率差值最高達+1.1%;

 

現分別以Pa,Pb,Pc作為橫坐標P,相同篩孔下對應的Qa,Qb,Qc為縱坐標Q,分別作各級配不同新瀝青混合料摻量下的(P,Q)散點圖。

 

①各級配中P與Q有良好的線性關係,表明設計級配和RAP的偏離程度影響不同新瀝青混合料摻量下合成級配與設計級配的偏離程度;②各級配中除設計摻量(新瀝青混合料摻量為10%)外,各摻量下以橫坐標P=0為分界點,越遠離該值,Q的絕對值越大,表明設計級配越偏離RAP級配時,各新瀝青混合料摻量下合成級配越偏離設計級配;③各級配中隨新瀝青混合料摻量的增加,回歸直線的斜率增大(即Q值的變化範圍增大),表明新瀝青混合料摻量的增加引起合成級配的更大變化。

 

新瀝青混合料摻量對瀝青含量影響分析

 

各級配新瀝青混合料瀝青含量與RAP瀝青含量不同,當新瀝青混合料的摻量發生變化時,合成瀝青混合料的瀝青含量也會發生變化。

 

A、C級配新瀝青混合料中,設計的最佳瀝青含量接近RAP瀝青含量,則A、C級配新瀝青混合料摻量發生變化時,合成混合料的瀝青含量變化微弱;B級配新瀝青混合料中,設計的最佳瀝青含量較低,則當其摻量變化時,合成混合料的瀝青含量變化幅度相對較大。總體上三個級配新瀝青混合料摻量變化後的合成混合料瀝青含量與混合料級配粗細的變化趨勢相匹配,且摻量不同導致的瀝青含量變化幅度較小(最大為B級配的變化幅度0.15%),認為摻量變化後的瀝青含量仍為其最佳瀝青含量。

 

現場混合料級配分析

 

在試驗路現場鋪築中,采用了A、B兩種差異較大的級配,便於顯示級配帶來的混合料性能差異,同時在鋪築現場取某段A、B兩種混合好的瀝青混合料進行級配分析。

 

同時以現場兩個級配實際篩分結果為標準,分別計算出Pa、Pb(設計級配各篩通過率與RAP的各篩通過率差值)。

 

現場施工中A級配瀝青含量接近新瀝青混合料添加量為14%的理論瀝青含量,B級配瀝青含量接近新瀝青混合料添加量為13%的理論瀝青含量,兩者均接近其設計值。

 

現場施工A級配十分接近其設計級配,而B級配明顯偏離設計級配,部分篩孔通過率已靠近級配下限。

 

①現場混合料中A級配Qa值在±1%內,而B級配該值(Qb)最大變化範圍已達-3.5%,表明B級配偏離設計級配更嚴重;②兩個級配的Qmax值均比新瀝青混合料添加量為16%時的Qmax值大,表明現場混合料級配分布與設計值相比更為離散,這主要與現場施工所用的新瀝青混合料和RAP的級配變異性有關;③對現場混合料兩個級配的P-Q值做多元線性回歸,B級配的回歸參數為0.5771,小於A級配的0.7331,表明B級配相對於A級配,其各篩孔通過率的變化更為離散。

 

綜合新瀝青混合料摻量影響分析與本節現場混合料級配分析可以看到,設計的新瀝青混合料級配偏離RAP級配越大,由新瀝青混合料摻量變化帶來的再生瀝青混合料級配變化越大。新瀝青混合料級配靠近RAP級配時,其摻量不同引起的再生瀝青混合料級配變化小,在施工中具有良好的適用性。因此,在RAP級配可作為再生瀝青混合料級配的前提下,推薦設計的再生瀝青混合料級配靠近原RAP級配,利於再生瀝青混合料級配穩定。

 

結語

 

對就地熱再生瀝青混合料級配,以室內級配設計與分析、現場施工特點與混合料級配分析表明:(1)就地熱再生施工添加新混合料時,添加比例受機械狀況、原路麵狀況影響,添加比例總在波動中,會對再生瀝青混合料級配產生影響。(2)設計的再生混合料級配越偏離RAP級配,由新瀝青混合料摻量變化導致的再生混合料級配變化越大。瀝青路麵混合料供應(3)偏離RAP級配的設計級配受新瀝青混合料添加比例的波動影響會導致再生混合料級配發生較大偏差;在RAP級配可作為再生瀝青混合料級配的前提下,推薦設計的再生瀝青混合料級配靠近原RAP級配。


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