畅想沥青路面现场热再生之纤维

引言

沥青路面就地热再生技术是指采用就地热再生机组,对旧沥青路面加热、耙松后加入再生剂、新沥青混合料等材料,在施工现场拌和后直接铺筑回原路面的施工技术。这项技术对交通干扰小,施工速度快,并能够做到%利用废旧沥青混合料,因此近年来在中国逐步得到了推广应用。

本文讨论对现场热再生沥青混合料复拌时添加纤维(聚酯纤维、玄武岩纤维等)改善其低温抗裂性能。

现状

在破碎旧路面的过程中,路面中仅有少部分集料被破坏,绝大多数旧料颗粒是由老化沥青包裹旧矿料形成的团聚体,本质上是路面的碎片。理想情况下,旧料颗粒在热拌过程中,首先会在加热作用下发生老化胶浆的软化,此时老化胶浆的黏聚力下降,其中的旧矿料的结合开始失效。与此同时,在搅拌叶片击打、旋转的过程中,由于胶浆失去黏聚力,旧料颗粒开始解体,旧矿料开始迁移至新加沥青和矿料体系中去。然而,在一般热拌工艺下,旧料颗粒难以完全解体并分散至再生料材料体系中去,导致老化沥青难以析出并与新加材料充分混合、再生。理论研究与工程实践表明,新旧沥青融合程度可通过提高再生料拌合温度、延长拌合时间、添加再生剂、优化拌合顺序、提高旧料预热温度等多种措施得到改善,有助于提高再生料的耐久性,如图所示:

纤维

王国方等发表于扬州大学学报(自然科学版)第24卷第3期的文章《玄武岩纤维再生沥青混合料抗裂性能分析》指出:大量研究表明,将玄武岩纤维掺入到沥青混合料中可以提升其路用性能,尤其能够大幅提高沥青混合料的抗开裂性能。再生沥青混合料贯入强度随着RAP掺量的增加出现先增大后减小的趋势;当RAP掺量超过40%时,贯入强度达到最大值;掺入玄武岩纤维能够进一步提升再生沥青混合料的高温抗剪性能,提升幅度约为10%。掺入玄武岩纤维不仅能够提高再生沥青混合料产生裂缝的能量,还能大幅延缓其裂缝扩速率;RAP掺量越高,沥青混合料抵抗裂缝扩展速率的性能提高越显著。掺入玄武岩纤维后,不同RAP掺量再生沥青混合料的破坏应变提升了15.8~22.3%。性能综合分析结果表明,玄武岩纤维对提高RAP利用率具有积极作用。掺入玄武岩纤维w(RAP)=50%掺量的再生沥青混合料,其综合性能优于不掺纤维的w(RAP)=30%掺量的再生沥青混合料。将玄武岩纤维用于再生沥青混合料,能够为提高再生沥青混合料中RAP的掺量并改善其性能提供一个新的途径.

尽管是研究厂拌热再生,但现场热再生同样适用此机理。以此类推,添加聚脂纤维也有类似作用。而且,玄武岩纤维或聚酯纤维以纤维加筋的形式,有效地将沥青胶浆和碎石材料进行搭接,且纤维本身具有弹韧性能够有效提升混合料的抗弯拉强度,在低温环境下不易产生开裂破坏,该机理作用过程清晰。

措施

某些沥青路面现场热再生机组可以实现旧料的间歇式拌合,提供纤维添加及有效分散的可能,如图所示:

全文完。徐科,江苏宜兴人,工学博士,“沥青路面”


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