泡沫沥青厂拌冷再生配合比设计方法研究与实践

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1、泡沫沥青厂拌冷再生配合比设计方法研究与实践摘要：本文依托西线高速公路路面改建工程，对泡沫沥青厂拌冷再生配合比设计方法进行研究。通过室内配合比设计，确定了沥青的合适发泡条件、最佳拌和用水量及最佳泡沫沥青用量，确定了工程应用的最终级配组成并进行了各项力学试验。关键词：泡沫沥青；冷再生；配比设计中图分类号：TU57+1文献标识码：A随着我国公路交通事业的蓬勃发展，尤其是东部发迗省份高速公路和国省道干线路网已经基本形成，而且许多公路陆续进入大修期。因地制宜地选择合理、科学的维修方案和工艺技术成为目前公路管理和养护部门的迫切要求。泡沫沥青冷再生技术是利用沥青发泡技术将废弃的沥青材料铣

2、刨后重新稳定，并在压实力的作用下形成具有一定路用性能的路面结构层。这项技术可以将废弃的路面沥青材料再生使用，而且可将其中的老化沥青重新激活，变废为宝，从而迗到保护环境、节约资源的目的；同时利用泡沫沥青再生技术可以将传统的路面结构改造成柔性基层路面结构，从而优化路面组合形式，延长路面使用寿命。本文介绍了泡沫沥青冷再生国内外各种配合比设计方法，并依托海南西线高速公路路面改建工程，通过一系列室内配合比设计试验，设计得到的泡沫沥青混合料具有非常良好的力学性能和路用性能。一、国内外主要配合比设计方法概述国内外的泡沫沥青冷再生设计方法都属于经验设计法，其区别主要是成型方式，指标选择以及

3、验证试验上，可以看出目前国内外大多将泡沫沥青冷再生混合料看做基层材料看待，因而通常将强度作为设计指标而较少使用体积指标，同时马歇尔击实仍是目前主要的成型方式，通过旋转压实成型试件多作为研究使用。（一）美国冷再生混合料设计方法美国各个州及部门都提出过不同的冷再生混合料设计方法，代表性的如ARRA提出的修正马歇尔方法、修正Hveem方法及Oregon预估方法；California设计方法；Pennsylvania设计方法；AI设计方法；Suppave体积设计方法等等。值得注意的是，上述方法主要针对的是以乳化沥青作为冷再生剂的冷再生混合料配合比设计，由于泡沫沥青冷再生在美国的应用

4、并不广泛，因此专门针对泡沫沥青冷再生混合料提出的规范设计方法并不多见。（二）Wirgten泡沫源青冷再生混合料设计方法德国的Wirgten公司编制的Wirgten冷再生技术手册中对泡沫沥青冷再生混合料的配合比设计进行了详细的说明，其一般的流程如下：1.确定活性填料的种类和掺量；2.通过AASHTOT-180试验方法确定未稳定材料的最佳含水量和最大干密度；3.通过沥青发泡试验检测沥青的发泡特性：膨胀率和半衰期，确定能够产生最佳发泡效果的发泡温度和发泡用水量;4.根据未稳定材料的最佳含水量及经验公式确定最佳拌合用水量；5.在最佳拌合用水量下，变化泡沫沥青用量成型马歇尔试件，根据

5、试件的干、湿劈裂强度与沥青含量的关系曲线，将最低满足理想性能的沥青用量取为最佳沥青用量；6.对于重载交通，还应在最佳含水量下成型150mm直径试件进行UCS和ITS试验；7.通过三轴试验测定混合料的抗剪性能。（三）国内设计方法1.泡沫沥青冷再生混合料配合比设计包括原材料分析、配合比（沥青及水、水泥、新碎石材料用量）设计和设计配合比检验三项内容。2.采用随机取样的方法，取得具有足够用量的铣刨料，并低温烘干确定原材料含水量。3.对铣刨料进行抽提，分析得出镜刨料级配及沥青含量。4.确定最大干密度、最佳含水量。定泡沫源青用量为3%，对5个不同含水量的铳刨料（或镋刨料、新碎石材料与水

6、泥混合料）进行土工击实试验，通过土工击实确定试件干密度，根据试件干密度__含水量关系曲线，回归分析得出最大干密度及其对应的最佳含水量。1.泡沫沥青设计用量的确定以预估的沥青用量为中值，选取5个不同泡沫沥青用量，保持最佳含水量不变，按照以下方法制备马歇尔试件：称取足够混合料以获得63.5±1.5mm的击实高度（通常1150g）放入试模中，用插刀周边插捣15次，中间10次，使表面整平成凸圆弧面，按马歇尔试件的成型方法进行试件的成型（双面各75次）。将试样连同试模一起侧放在60°C的鼓风烘箱中养生至恒重，养生时间一般不少于40h,将试模除烘箱中取出，侧放冷却12h后脱模。将各组油

7、石比试件进行15°C劈裂试验、浸水24h的劈裂试验（将试件完全浸泡于25°C恒温水浴中23h，再在15°C恒温水浴中完全浸泡lh,然后取出试件立即进行15°C劈裂试验）。根据试验结果综合选择最优泡沫沥青用量作为泡沫沥青设计用量。如各试验结果不能满足相关技术标准要求，则应考虑掺加水泥或增加水泥掺量，重复第4步试验。2.验证试验在有条件的情况下，可根据所选定的各材料掺量，成型相关试件，进行设计沥青含量的高温抗变形能力（车辙试验）、抗水损害（浸水马歇尔试验）、低温抗裂性（低温小梁弯曲试验）、抗疲劳能力（四点梁疲劳试验）等