高摻配率RAP廠拌熱再生瀝青混合料路用性能分析

郭江慶（湖北省路橋集團有限公司 430056）

高摻配率RAP廠拌熱再生瀝青混合料路用性能分析

郭江慶
（湖北省路橋集團有限公司 430056）

為了獲得生產(chǎn)廠拌熱再生瀝青混合料過程中的最佳瀝青配合比，本文以瀝青比分別為40%、55%、70%、85%以及100%的假設(shè)條件下，分別驗證在RAP瀝青混合料的摻配率為40%以及60%的情況下的路用性能，以低溫性能、抗水損害性能以及高溫性能三方面的試驗參數(shù)為依據(jù)，得出廠拌熱再生瀝青混合料的最佳瀝青配合比取值區(qū)間，同時總結(jié)在進行高摻配率的RAP瀝青混合料施工時的注意事項，以期為此類工程提供理論支持。

高摻配率RAP；瀝青配合比；路用性能

0 前言

在道路工程施工過程中所使用的瀝青是石油工業(yè)的產(chǎn)物，石油作為當(dāng)前世界各國發(fā)展依靠的主要能源，隨著各國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，其儲量也在急劇減少。除此之外，石油并非可再生資源，無節(jié)制地開采會加速石油資源的枯竭。同時用于道路工程的碎石也處于稀缺狀態(tài)，以北京為例，北京市政府于08年出臺政策停止礦山開采許可證的頒發(fā)，致使碎石來源大大縮小。因此為了節(jié)省資源，提高道路工程材料的循環(huán)使用能力，世界各國均開始針對路面循環(huán)利用再生技術(shù)展開研究，推進再生瀝青混合料的發(fā)展。

1 高溫穩(wěn)定性

路面的高溫穩(wěn)定性是評價瀝青混合料路用性能的重要指標(biāo)，由于再生瀝青混合料中所使用的瀝青老化程度較大，且針入度較低，因此可能會對RAP混合料的路用過程中的高溫穩(wěn)定性造成負(fù)面影響，特別是在路面的開裂能力和抵抗高溫車轍能力方面。本次試用通過車轍試驗儀對再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性進行測定和分析，試驗流程嚴(yán)格按照相關(guān)試驗規(guī)范進行，所得數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同有效瀝青比情況下的動穩(wěn)定度（次/mm)

從表1和圖1中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)60%RAP材料中的有效瀝青較多時，其動穩(wěn)定度較高，有效瀝青比較40%RAP材料少時，動穩(wěn)定度較小，這說明動穩(wěn)定度和RAP比例有一定關(guān)系，并且RAP材料越高，動穩(wěn)定度越高。這是因為銑刨的瀝青混合料隨著RAP摻量的提高，老化瀝青所占比例增加，新瀝青較少的前提下，再生瀝青針入度減小，粘度增加，瀝青的抗車轍能力得以提高，從而動穩(wěn)定度較高。

當(dāng)RAP的摻配率達到60%時，其瀝青混合料動穩(wěn)定度的變化趨勢為先升后降，70%為其峰值，由此可見，由于摻配率為60%的RAP混合料中含有較多的老化瀝青，當(dāng)加入大量新瀝青時會降低瀝青粘度，降低路面抗車轍能力，因此，當(dāng) RAP混合料摻配率較高時，需將有效瀝青含量控制在一個較低的數(shù)額，若新瀝青含量過高會造成路面混合料動穩(wěn)定度快速下滑。當(dāng)RAP的摻配率為40%時，其瀝青混合料動穩(wěn)定度呈穩(wěn)定上升趨勢，且符合相關(guān)規(guī)范要求，對比摻配率60%的RAP混合料的相關(guān)試驗參數(shù)不難發(fā)現(xiàn)，將 RAP混合料中的有效瀝青含量控制在 70%到100%之間，可以獲得較高的動穩(wěn)定度，且在合理范圍內(nèi)，因此70%～100%這一區(qū)間為在道路施工過程中推薦的RAP混合料的有效瀝青含量。

2 低溫抗裂性

瀝青混合料的低溫抗裂性是指在低溫環(huán)境下，路面抵抗收縮裂縫的能力，當(dāng)周圍氣溫較低時，路面受環(huán)境因素影響，容易產(chǎn)生路面裂縫，路面出現(xiàn)裂縫以后，水和荷載的雙重作用使裂縫得以擴大，進而影響到路面基層，使路面的功能性得以喪失，失去承載能力。再生瀝青混合料由于老化瀝青的存在，針入度下降，很容易發(fā)生低溫環(huán)境下的脆裂變形，因此，有必要對低溫性能進行相關(guān)試驗，具體采用了小梁彎曲試驗對高 RAP摻量下熱再生瀝青混合料的低溫抗裂性進行了評價。試驗步驟參照瀝青混合料試驗規(guī)程，試驗結(jié)果見圖2。

從圖2中的抗彎拉強度和最大彎拉應(yīng)變可知，高摻配率RAP混合料中RAP比例越高，熱再生混合料的低溫抗裂性越差，分析原因可知，這是因為RAP比例越高，老化瀝青含量越高，老化瀝青的脆硬性影響到了混合料的低溫開裂性能，使瀝青混合料的路用性能下降。

分析兩個摻量下的熱再生瀝青混合料可知，40%RAP和60%RAP摻量均符合相關(guān)規(guī)范要求，但是，因為瀝青比例的不同，其在各個有效瀝青比例下的路用性能又出現(xiàn)不一致，這說明老化瀝青的性質(zhì)對于混合料有一定的性能影響，當(dāng)瀝青含量較高時，因為瀝青是彈塑性體，會提高混合料的整體彈塑性能，提高混合料的路用性能，減少脆性，當(dāng)瀝青含量較低時，整體來說，對于混合料的低溫性能影響不算太大，綜上，高摻配率RAP摻入混合料中，對于混合料的低溫抗裂性影響不大，可以消除因為RAP的摻入而導(dǎo)致混合料路用性能不佳的顧慮，在任一各有效瀝青含量的情況下，高摻配率RAP對于熱再生混合料的低溫抗裂性無不利影響。

圖2 高摻配率熱再生瀝青混合料低溫性能

3 抗水損害性能

瀝青混合料的水損害性能是評價其路用性能的一項重要指標(biāo)，路面病害中常見的坑槽、剝落等大部分是由于瀝青混合料的水損害性能不足導(dǎo)致的，為了評估高摻配率RAP對熱再生瀝青混合料水損害性能的影響，采用凍融劈裂試驗和浸水馬歇爾試驗評價其水損害性能。試驗結(jié)果見圖3：

圖3 高摻配率瀝青混合料殘留穩(wěn)定度和凍融強度比

從實驗結(jié)果可知，40%、60%摻配率下的瀝青混合料凍融劈裂強度以及浸水馬歇爾穩(wěn)定度均在試驗要求的范圍以內(nèi)，兩種摻配率下的凍融劈裂強度比以及浸水馬歇爾穩(wěn)定度均有相似結(jié)果。60%RAP的熱再生瀝青混合料隨新瀝青比例的增高而變化不明顯，呈現(xiàn)先減少后降低的趨勢，最后仍符合規(guī)范指標(biāo)。40%RAP的混合料殘留穩(wěn)定度同樣先減少后增加，最大仍高于規(guī)定值，結(jié)合試驗結(jié)果以及分析，最佳有效瀝青含量在55%～85%之間。

結(jié)論

綜上所述，廠拌RAP熱再生瀝青混合料的有效瀝青含量不同時，其在路用過程中能夠獲得良好的高溫穩(wěn)定性，能夠使高溫車轍情況得到有效預(yù)防；在小梁彎曲試驗中，通過試驗可以得出盡管隨著混合料紅老化瀝青占比的加大，混合料的脆性隨之升高且粘性減弱，可能會對RAP混合料的低溫性能造成負(fù)面影響，但其這一波動仍保持在合理范圍之內(nèi)；在最后的凍融劈裂實驗和浸水馬歇爾試驗中，通過對實驗結(jié)果的分析可以得出，此類混合料的水穩(wěn)定性能良好。因此，70%～80%這一區(qū)間為施工過程中RAP混合料中有效瀝青含量的推薦占比，在這一區(qū)間能使混合料的各項路用性能均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

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