RAP摻量對泡沫溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性能的影響

郭锃煒 卜志穎

(1.中交一公局第六工程有限公司，重慶 404100； 2.南京南部路橋工程有限公司，江蘇 南京 210000)

RAP摻量對泡沫溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性能的影響

郭锃煒1卜志穎2

(1.中交一公局第六工程有限公司，重慶 404100； 2.南京南部路橋工程有限公司，江蘇 南京 210000)

為研究RAP材料摻量對泡沫溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性能的影響，采用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，對泡沫溫拌再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果表明：浸水馬歇爾試驗(yàn)的殘留穩(wěn)定度與凍融劈裂強(qiáng)度比與RAP材料摻量之間存在較好的相關(guān)關(guān)系，隨著RAP材料摻量的增加呈現(xiàn)減小的趨勢。

RAP材料，瀝青混合料，再生技術(shù)，水穩(wěn)定性

瀝青路面的再生利用始于美國，其原理是將舊瀝青路面經(jīng)過一系列的技術(shù)處理后，按照一定的摻加比例與新瀝青材料和新集料重新拌和成瀝青混合料[1，2]。瀝青路面再生與傳統(tǒng)的瀝青路面維修方式相比，能夠節(jié)約大量的瀝青、砂石等原材料，節(jié)省工程投資，同時(shí)有利于處理廢料、保護(hù)環(huán)境，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)、環(huán)境效益。隨著人們對環(huán)保、社會(huì)效益的關(guān)注，以及技術(shù)的進(jìn)步，瀝青路面再生利用技術(shù)越來越受到人們的重視[3，4]。

在我國，目前公路尚處于大規(guī)模的建設(shè)期間，對公路的養(yǎng)護(hù)及再生利用方面的關(guān)注程度相對比較薄弱。尤其是泡沫溫拌再生技術(shù)，國內(nèi)的相關(guān)研究更是少見。因此文章選擇AC-20型泡沫溫拌瀝青混合料(RAP材料摻量分別為20%，30%，40%，50%，60%及80%)，對其水穩(wěn)定性能進(jìn)行研究。

1 試驗(yàn)原材料

1.1 瀝青

1)試驗(yàn)采用江陰泰富產(chǎn)基質(zhì)瀝青，其性能指標(biāo)見表1。

表1 瀝青性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

2)試樣制備。試驗(yàn)中采用德國維特根WLB 10發(fā)泡試驗(yàn)機(jī)進(jìn)

行瀝青發(fā)泡。根據(jù)國內(nèi)外的研究成果[5]，70號(hào)基質(zhì)瀝青的發(fā)泡用水量為1.5%，瀝青溫度145 ℃，水溫30 ℃。

3)RAP材料為某公路中面層銑刨料，其抽提篩分結(jié)果如表2所示。

表2 RAP材料級(jí)配

1.2 混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)

本研究中RAP材料摻量分別為20%，30%，40%，50%，60%及80%6個(gè)摻量，其中RAP摻量為其占再生泡沫瀝青混合料的百分比。選定規(guī)范規(guī)定級(jí)配中值為目標(biāo)級(jí)配，油石比定為4.5%。在級(jí)配設(shè)計(jì)過程中，調(diào)整不同RAP摻量下的礦料組成，保證各RAP摻量下混合料級(jí)配基本相同。設(shè)計(jì)級(jí)配曲線圖如圖1所示。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 馬歇爾試驗(yàn)

使用馬歇爾擊實(shí)方法成型混合料試件，拌合溫度為125 ℃，成型溫度為130 ℃。測定試件體積指標(biāo)，并進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度、流值試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 馬歇爾體積指標(biāo)匯總

結(jié)合表3可以看出：隨著RAP材料摻量的增加，試件的毛體積密度逐漸減小，空隙率和礦料間隙率不斷增大，瀝青飽和度逐漸減小。分析其原因?yàn)椋河捎诨厥盏腞AP材料中含有已經(jīng)老化的瀝青和原路面集料，其中的瀝青已經(jīng)老化變硬變脆，集料疲勞，摻加后使得泡沫溫拌瀝青混合料的和易性降低，不容易擊實(shí)；回收的RAP材料摻量越多，泡沫溫拌瀝青混合料的和易性越差，試件越不容易擊實(shí)，從而使得混合料的空隙率越大。當(dāng)RAP材料摻量為60%和80%時(shí)，試件的體積指標(biāo)已不滿足規(guī)范要求。

2.2 水穩(wěn)定性能試驗(yàn)

為分析RAP摻量對泡沫溫拌瀝青混合料抗水損害性能的影響，對不同RAP摻量的泡沫溫拌瀝青混合料分別進(jìn)行三組浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)。研究采用浸水馬歇爾試驗(yàn)的殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂試驗(yàn)的劈裂強(qiáng)度比(TSR)來評價(jià)泡沫溫拌再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性[6，7]。具體的試驗(yàn)結(jié)果如表4，表5，圖2及圖3所示。

表4 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表5 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果表明RAP材料在摻加80%以上時(shí)，再生瀝青混合料的浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度不能滿足要求；凍融劈裂試驗(yàn)的結(jié)果表明RAP材料摻量超過50%時(shí)，凍融劈裂強(qiáng)度比不能滿足要求。浸水馬歇爾試驗(yàn)的殘留穩(wěn)定度與凍融劈裂強(qiáng)度比與RAP材料摻量之間存在較好的相關(guān)關(guān)系，并且隨著RAP材料摻量的增加，二者都呈現(xiàn)減小的趨勢。

3 結(jié)語

1)隨著RAP材料摻量的增加，泡沫溫拌瀝青混合料試件的毛體積密度逐漸減小，空隙率逐漸增大，礦料間隙率不斷增大，瀝青飽和度逐漸減小。當(dāng)RAP材料摻量為60%和80%時(shí)，泡沫溫拌瀝青混合料試件的體積指標(biāo)已不滿足規(guī)范要求。2)隨著RAP材料摻量的增加，泡沫溫拌瀝青混合料的馬歇爾殘留穩(wěn)定度逐漸減小，當(dāng)RAP材料在摻加80%以上時(shí)，泡沫溫拌瀝青混合料的浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度不能滿足規(guī)范要求。3)隨著RAP材料摻量的增加，泡沫溫拌瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比逐漸減小，當(dāng)RAP材料摻量超過50%時(shí)，凍融劈裂強(qiáng)度比不能滿足規(guī)范要求。浸水馬歇爾試驗(yàn)的殘留穩(wěn)定度與凍融劈裂強(qiáng)度比與RAP材料摻量之間存在較好的相關(guān)關(guān)系，并且隨著RAP材料摻量的增加，二者都呈現(xiàn)減小的趨勢。4)考慮泡沫溫拌瀝青混合料的抗水損害性能，RAP材料的摻量不宜超過50%。

[1] 張孟強(qiáng).廢舊瀝青路面材料再生利用技術(shù)研究.天津：河北工業(yè)大學(xué),2014.

[2] 葛艷新,張生瑞,周宇鵬.舊瀝青混凝土路面現(xiàn)場冷再生施工工藝.黑龍江交通科技,2008(3):59-60.

[3] 周愛成,李宇峙,黃一平，等.瀝青路面再生技術(shù)及應(yīng)用.建材世界,2005(1):7-8.

[4] 徐 波,于 新,劉運(yùn)新.鹽分對橡膠瀝青及橡膠瀝青混合料高溫性能的影響.功能材料,2015,46(6):6058-6061.

[5] Yu X, Wang Y, Luo Y. Impacts of water content on rheological properties and performance-related behaviors of foamed warm-mix asphalt.Construction and Building Materials,2013(48):203-209.

[6] 李 斌,蔡 偉,劉 康，等.溫再生瀝青混合料水穩(wěn)定性變化特征試驗(yàn)研究.山西建筑,2014,40(33):98-100.

[7] 張景君,潘寶峰,時(shí)紅玉.瀝青路面水穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀.山西建筑,2014,40(15):148-149.

Impact of RAP mixing dosage upon warm-foam-mixing asphalt mixture water stability

Guo Chengwei1Bo Zhiying2

(1.ChinaCommunication1stBureau6thEngineeringCo.,Ltd,Chongqing404100,China;2.NanjingSouthernHighwayBridgeEngineeringCo.,Ltd,Nanjing210000,China)

In order to study the impact of RAP material mixing dosage upon warm-foam-mixing asphalt mixture water stability, the paper applies immersion Marshall test and freezing-thawing test, and evaluates water stability of warm-foam-mixing asphalt mixture. Results show that: residual stability of immersion Marshall test and freezing-thawing strength rate has good coordination with RAP material mixing dosage; and will reduce with RAP material mixing dosage increasing.

RAP material, asphalt mixture, renewable technology, water stability

2015-09-18

郭锃煒(1981- )，男，工程師

1009-6825(2015)33-0129-02

TU535

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