高比例RAP摻量熱再生SMA混合料新舊料融合性及工廠化生產(chǎn)參數(shù)研究

李　琳， 尹玉霞

(鄭州財(cái)經(jīng)學(xué)院 土木工程學(xué)院， 河南 鄭州　450000)

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高比例RAP摻量熱再生SMA混合料新舊料融合性及工廠化生產(chǎn)參數(shù)研究

李琳， 尹玉霞

(鄭州財(cái)經(jīng)學(xué)院 土木工程學(xué)院， 河南 鄭州450000)

新舊料融合性及工廠化生產(chǎn)參數(shù)是廠拌熱再生混合料技術(shù)性能的關(guān)鍵所在。為了優(yōu)化高比例摻量熱再生SMA混合料配合比設(shè)計(jì)并指導(dǎo)工廠化生產(chǎn)，利用了流變學(xué)試驗(yàn)原理和SHRP試驗(yàn)方法，采用抗車轍因子、低溫蠕變速率、車轍、約束試驗(yàn)溫度應(yīng)力、四分點(diǎn)加載疲勞試驗(yàn)，研究了橡膠油和芳香油2種再生劑在不同摻量下的熱再生混合料新舊瀝青轉(zhuǎn)移規(guī)律和路用性能。得出了熱再生混合料最佳的RAP摻配比例和新舊料轉(zhuǎn)移規(guī)律，證明了再生劑摻量的合理性，并用于指導(dǎo)熱再生混合料配合比設(shè)計(jì)與工廠化生產(chǎn)。工程實(shí)踐證明，本文所確定的再生劑摻量、RAP預(yù)熱溫度、新集料加熱溫度、混合料拌合溫度和拌合時(shí)間等工廠化生產(chǎn)參數(shù)是合理可行的，可為后續(xù)工程實(shí)踐提供借鑒。

道路工程； 高比例RAP摻量； 再生劑； 融合性； 路用性能

0　引言

目前熱再生混合料作為現(xiàn)代交通行業(yè)日趨重要的低碳技術(shù)已經(jīng)逐步被公眾所接受，其使用規(guī)模越來越大[1-5]。國(guó)內(nèi)近10 a工程實(shí)踐表明，新舊料融合性、工廠化生產(chǎn)參數(shù)是廠拌熱再生混合料技術(shù)性能的關(guān)鍵所在。大量研究結(jié)果表明[6-11]，堅(jiān)硬、耐磨、抗滑的玄武巖集料經(jīng)車輛荷載作用后仍具有足夠的強(qiáng)度，改性瀝青老化后其性能雖有一定的衰減，但整體性能仍優(yōu)于老化基質(zhì)瀝青[12]。如果將含有玄武巖的廢舊SMA瀝青路面材料與常規(guī)材料混合使用，不僅造成了極大的資源浪費(fèi)，也提高了再生難度，因此將廢舊SMA瀝青路面材料(老化SBS改性瀝青和玄武巖集料)進(jìn)行高效再生，可以充分利用SMA混合料的殘余強(qiáng)度，提高路面結(jié)構(gòu)的綜合路用性能。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)改性瀝青路面再生相關(guān)研究較少，鮮見利用舊SMA材料開發(fā)再生SMA材料的相關(guān)研究和報(bào)道。此外，國(guó)內(nèi)使用的熱再生混合料RAP摻量低，大多使用低標(biāo)號(hào)瀝青與老化瀝青調(diào)和再生的方式，低標(biāo)號(hào)瀝青恢復(fù)老化瀝青性能的能力有限，無法將老化后的瀝青性能還原到原有的水平，而國(guó)內(nèi)再生劑主要由施工單位自行配制，再生劑的添加劑量完全由工程經(jīng)驗(yàn)確定，隨意性很大，已有研究成果也沒有系統(tǒng)研究再生劑摻量對(duì)熱再生混合料路用性能的影響，在確定熱再生混合料適宜的再生劑摻量時(shí)大多采用粘度指標(biāo)和針入度體系指標(biāo)，評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法并不完善。本文選用芳烴油和橡膠油兩種常用的再生劑開展再生劑摻量SBS老化瀝青針入度體系指標(biāo)和流變特性研究，研究不同再生劑摻量下老化瀝青四組分變化規(guī)律，揭示了再生劑對(duì)老化瀝青的性能的恢復(fù)機(jī)理。采用拌合試驗(yàn)研究不同再生劑摻量下熱再生混合料老化瀝青砂漿的轉(zhuǎn)移規(guī)律，并基于車轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)和控制應(yīng)變疲勞試驗(yàn)研究了再生劑摻量對(duì)熱再生混合料綜合路用性能的影響，研究成果對(duì)熱再生混合料工程實(shí)踐和推廣應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。

1　原材料及試驗(yàn)配比

試驗(yàn)采用陜西某高速公路大中修時(shí)產(chǎn)生的廢舊瀝青路面材料(Reclaimed asphalt pavement)，路面在翻修時(shí)已運(yùn)營(yíng)了8 a。廢舊改性瀝青SMA材料性能檢測(cè)主要包括集料和老化SBS性能檢測(cè)，試驗(yàn)采用的廢舊SMA材料取自陜西某高速公路大中修現(xiàn)場(chǎng)。將RAP分為0～5、5～10 mm兩檔，粗集料采用玄武巖，細(xì)集料采用石灰?guī)r，集料分為0～3、3～5、5～10、10～20 mm共4檔。按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)要求，分別對(duì)新舊集料性能進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表1，由表1可知: 回收SMA材料各項(xiàng)指標(biāo)滿足現(xiàn)行施工規(guī)范要求，其中壓碎值、洛杉磯磨耗值、堅(jiān)固性比玄武巖新集料稍差，這主要是受車輛沖擊荷載作用后集料內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋所致。瀝青具有溶解、沉淀等熱力學(xué)可逆過程的性質(zhì)，決定了采用再生劑還原老化瀝青性能的可行性。試驗(yàn)選用芳烴油和橡膠油這兩種常用的再生劑，按《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41 — 2008)要求，對(duì)再生劑的常規(guī)技術(shù)性能進(jìn)行了檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 回收舊SMA材料(4.75～10mm)各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table1 ReclaimedSMAmaterial(4.75～10mm)indextestresults類別壓碎值/%洛杉磯磨耗損失/%表觀相對(duì)密度吸水率/%堅(jiān)固性/%針片狀含量/%粒徑>9.5mm粒徑<9.5mm軟石含量/%水洗法<0.075顆粒含量/%回收SMA材料17.719.32.8760.6810.24.11.50.630.83玄武巖新集料14.215.62.9640.547.26.23.110.7技術(shù)要求≤26≤28≥2.60<2<12<12<18<3<1

表2 再生劑原材料技術(shù)性能檢測(cè)結(jié)果Table2 Reclaimedagenttechnicalperformancetestresults再生劑類型試驗(yàn)指標(biāo)60℃黏度/cSt閃點(diǎn)/℃TFOT老化后殘留黏度比/%質(zhì)量變化率/%芳烴油87.32041.54-4.04橡膠油110.82161.28-1.34

2　熱再生混合料新舊料融合特性

2.1新舊瀝青融合針入度指標(biāo)試驗(yàn)

按照瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程“抽提法”獲取RAP中老化的SBS改性瀝青，對(duì)比施工時(shí)采用的SBS改性瀝青I — C(SBS摻量為4.0%)原樣瀝青性能，不同再生劑摻量老化瀝青常規(guī)性能指標(biāo)的再生恢復(fù)情況測(cè)試結(jié)果(見表3)。

表3試驗(yàn)結(jié)果表明： ①隨著再生劑摻量增大，再生SBS改性瀝青的針入度、延度和彈性恢復(fù)率增大，而軟化點(diǎn)減小，再生劑摻量與再生瀝青針入度體系指標(biāo)之間的擬合關(guān)系良好，針入度和軟化點(diǎn)作為瀝青的高溫性能指標(biāo)，針入度越小、軟化點(diǎn)越高表明瀝青的高溫性能越好，可見增大再生劑摻量導(dǎo)致再生SBS瀝青的高溫性能變差，且再生劑摻量越大再生瀝青的高溫性能越差。②加入再生劑對(duì)老化瀝青的5 ℃延度和25 ℃彈性恢復(fù)率有一定的恢復(fù)作用，但并沒有對(duì)針入度和軟化點(diǎn)的改善作用明顯，即使再生劑摻量達(dá)到14%低溫延度仍是再生瀝青技術(shù)性能的技術(shù)瓶頸。③比較兩種再生劑對(duì)原樣SBS改性瀝青性能的恢復(fù)情況，再生劑B對(duì)老化瀝青性能的恢復(fù)效果明顯優(yōu)于再生劑A，可見再生劑與老化瀝青之間有一定的配伍性。

表3 不同再生劑摻量老化瀝青性能針入度指標(biāo)體系再生規(guī)律Table3 Agingasphaltperformanceindexsystempenetra-tionofrenewablelawwithdifferenttypesandcon-tentofrecyclingagent再生劑再生劑摻配比例/%針入度/(0.1mm)軟化點(diǎn)/℃5℃延度/cm彈性恢復(fù)率/%03674.64.15424769.16.959.345463.813.367.366461.217.973.2芳烴油87257.421.379.2107654.224.483.3127951.127.986.2148749.229.288.403674.64.15425270.17.662.745764.515.269.266062.119.476.4橡膠油86759.323.984.3107255.827.686.9127553.133.288.2148250.237.889.4

2.2再生劑對(duì)SBS老化瀝青流變特性的影響

考慮到改性瀝青自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及改性劑對(duì)老化瀝青改善效果的復(fù)雜影響，有必要對(duì)再生瀝青的流變特性進(jìn)行分析，采用BBR和DSR試驗(yàn)研究不同再生劑摻量再生瀝青的流變特性，試驗(yàn)方法嚴(yán)格參照ASTM相關(guān)技術(shù)要求，不同再生劑摻量再生瀝青SHRP性能指標(biāo)分析試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 不同再生劑摻量再生瀝青SHRP指標(biāo)再生規(guī)律Table4 SHRPindexregenerationlawofrecycledasphaltwithdifferentrecyclingagentcontent再生劑再生劑摻配比例/%DSR(G*/sinδ)/kPaBBRSmDDT斷裂應(yīng)變/%026.71340.3710.043222.81140.4011.104417.91020.4121.657芳烴油614.7840.4212.798810.3670.4344.78107.2430.4696.98026.71340.3710.043220.21070.4111.235416.1940.4241.954橡膠油612.7780.4393.18789.2620.4525.124106.1380.4787.902 注:芳烴油S單位為kPa,橡膠油S單位為MPa。

表4試驗(yàn)結(jié)果表明: ①隨著再生劑摻量增大，再生瀝青DSR試驗(yàn)G*/sinδ呈線性關(guān)系減小，線性擬合關(guān)系良好，可見增大再生劑會(huì)對(duì)再生瀝青的高溫性能有不利影響，再生劑摻量越大影響越顯著。②增大再生劑摻量，BBR試驗(yàn)m值增大，進(jìn)度模量減小，同時(shí)間接拉伸試驗(yàn)斷裂應(yīng)變?cè)龃?，表明隨著再生劑摻量增大，再生瀝青低溫性能提高，這與加入再生劑的初衷是一致的，再生劑可恢復(fù)老化瀝青的低溫柔韌性。③比較再生劑對(duì)老化瀝青性能的恢復(fù)效果，10%再生劑摻量情況下，兩種再生劑對(duì)老化瀝青性能的恢復(fù)可以完全與原樣瀝青相媲美，以SHRP試驗(yàn)指標(biāo)考慮，再生劑可以將老化瀝青的性能恢復(fù)來原來水平，橡膠油再生劑對(duì)老化瀝青性能的恢復(fù)效果明顯優(yōu)于芳烴油。

2.3再生劑對(duì)RAP老化瀝青砂漿轉(zhuǎn)移規(guī)律的影響

廠拌熱再生混合料生產(chǎn)時(shí)舊瀝青經(jīng)過加熱、機(jī)械攪拌、再生劑和新瀝青的軟化作用等將會(huì)向新集料和新瀝青轉(zhuǎn)移廠，實(shí)際操作時(shí)再生劑首先與RAP表面的老化瀝青砂漿接觸，再生劑對(duì)老化瀝青砂漿的溶解程度越高，舊瀝青在熱再生混合料內(nèi)部的分散越均勻，再生劑不僅影響到了老化瀝青砂漿自身的性質(zhì)，同時(shí)影響到了新舊瀝青的交互程度。為了研究再生劑摻量對(duì)老化瀝青砂漿轉(zhuǎn)移規(guī)律的影響，試驗(yàn)時(shí)為了最易于區(qū)分新舊集料，RAP材料在試驗(yàn)之前過4.75 mm篩，控制新集料的加熱溫度為190 ℃，RAP預(yù)熱溫度為120 ℃，先將預(yù)熱的RAP與110 ℃再生劑一起分別拌合45、60、90 s后，添加預(yù)熱好的新集料在拌合2 min，待混合料冷卻至70 ℃后分離新舊集料，得出轉(zhuǎn)移的瀝青量之后通過美國(guó)瀝青協(xié)會(huì)提出的礦料表面系數(shù)，借鑒維姆模型將瀝青量轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)移的瀝青膜厚度，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1　不同再生劑摻量RAP瀝青膜厚轉(zhuǎn)移規(guī)律Figure 1　Different thickness of asphalt recycling agent dosage RAP transfer rule

圖1試驗(yàn)結(jié)果表明: ①不摻加再生劑RAP表面的瀝青膜厚轉(zhuǎn)移比例只有16%左右，也就造成了新舊料表面瀝青膜厚不均勻及材料性能的不同，加入再生劑后舊瀝青膠漿轉(zhuǎn)移百分比增大，添加10%再生劑后RAP瀝青膠漿轉(zhuǎn)移百分比接近30%，膠漿轉(zhuǎn)移百分比為原來的近2倍，此時(shí)新集料和RAP表面瀝青膜厚基本相等。②隨著再生劑摻量增大，舊瀝青膠漿轉(zhuǎn)移百分比和新集料膜厚增大，RAP表面殘留瀝青膜厚減小，表明再生劑對(duì)老化瀝青砂漿有一定的軟化作用，在加熱和機(jī)械攪拌作用下，RAP表面的瀝青砂漿轉(zhuǎn)移到新集料表面，再生劑摻量越大，轉(zhuǎn)移到新集料表明的瀝青數(shù)量越多。但是隨著再生劑摻量進(jìn)一步增大，RAP表面舊瀝青膠漿轉(zhuǎn)移百分比趨于穩(wěn)定，以此確定再生劑芳烴油和橡膠油再生劑最大摻量為8%。

3　高比例RAP摻量熱再生SMA混合料工廠化生產(chǎn)參數(shù)

通常RAP摻量超過25%即可稱為高比例RAP摻量，工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)[12-16]，添加50%RAP料時(shí)，生產(chǎn)設(shè)備各項(xiàng)機(jī)械性能均能滿足施工生產(chǎn)需求。當(dāng)摻加60%的RAP料時(shí)，因再生料所占比例為60%，再生干燥筒所形成的料幕太厚，阻熱能的交換，使得爐頭的溫度太高，而再生料溫又太低，達(dá)不到所要求的料溫。另一方面原生機(jī)的石料所占比例為40%，基本沒有0～3 mm的細(xì)料。所以原生機(jī)干燥筒形成的料幕不但薄而且基本全部是粗石料，燃燒器所產(chǎn)生的熱量很快引到除塵布袋上，使布袋超過其使承受的最高溫度220 ℃而使布袋燒毀。添加60%的再生料實(shí)現(xiàn)難度很大。提高RAP摻配比例的一個(gè)主要技術(shù)難點(diǎn)在于再生瀝青混合料設(shè)計(jì)中如何合理的考慮舊瀝青再生狀態(tài)、效果和有效比例，而該問題通過以往的組分分析、混合料和瀝青性能試驗(yàn)很難解決[11,12]。本文確定最大RAP摻量為50%，室內(nèi)試驗(yàn)選擇3種RAP摻量，30%、40%和50%，并探討將高RAP摻量熱再生混合料用于高速公路上面層的可行性。

將RAP分為0～5、5～10 mm兩檔，粗集料采用玄武巖，細(xì)集料采用石灰?guī)r，集料分為0～3、3～5、5～10、10～20 mm共4檔。新瀝青采用我國(guó)北方常用的SBS改性瀝青(I-C，SBS摻量為4.5%)，采用木質(zhì)素纖維，其摻量為3‰。

按照《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41-2008)的要求，采用馬歇爾法進(jìn)行熱再生混合料的配合比設(shè)計(jì)。為了避免因RAP預(yù)熱溫度過高所導(dǎo)致的RAP碳化、送料通道堵塞等問題，結(jié)合實(shí)體工程采用的RAP預(yù)熱溫度，確定RAP加熱溫度為120 ℃，試驗(yàn)時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工采用拌合、碾壓溫度，以熱再生混合料出料溫度為165 ℃為基準(zhǔn)，根據(jù)不同RAP摻量調(diào)整新集料的加熱溫度，不同RAP摻量新集料加熱溫度及混合料拌合溫度見表5。試驗(yàn)時(shí)先將RAP與橡膠油再生劑(摻量為8%)一起拌合1 min，加入新集料強(qiáng)制拌合30 s，使RAP表面的老化瀝青被充分打散，然后加入木質(zhì)素纖維干拌90 s，使纖維分散均勻，接著加入SBS改性瀝青，拌合2.5 min，使新舊瀝青充分交融，最后加入礦粉拌合90 s。按照普通SMA改性瀝青混合料試驗(yàn)流程以馬歇爾穩(wěn)定度、礦料間隙率、瀝青飽和度、分散質(zhì)量損失率和析漏指標(biāo)確定熱再生SMA混合料的最佳瀝青用量，試驗(yàn)結(jié)果見表6。表6試驗(yàn)結(jié)果表明，熱再生SMA改性瀝青混合料的各項(xiàng)體積指標(biāo)和力學(xué)指標(biāo)均滿足現(xiàn)行施工規(guī)范要求，這表明本文所采用的拌合、擊實(shí)溫度以及各項(xiàng)試驗(yàn)方法是合理的，此外隨著RAP摻量增大，熱再生SMA混合料的最佳瀝青用量降低，而礦料間隙率、瀝青飽和度、馬歇爾穩(wěn)定度并沒有明顯的變化規(guī)律，這可能與RAP摻量增大后新舊瀝青的交融程度及新舊料離析有關(guān)。

表5 不同RAP摻量與新料拌合溫度匯總表Table5 SummaryofmixingtemperatureofreclaimedSMAwithdifferentRAPcontentRAP摻量/%RAP預(yù)熱溫度/℃新集料加熱溫度/℃熱再生SMA混合料出料溫度/℃30120190170～17540120200170～17550120215170～175

表6 熱再生SMA16馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果Table6 HotreclaimedSMA16MarshalltestresultsRAP摻量/%OAC/%VV/%VCADRC/%VMA/%VFA/%MS/kN 06.363.643.118.379.58.74305.284.043.618.778.68.29405.163.843.418.177.87.47505.094.043.818.578.17.08規(guī)范要求3～4VCAmin

4　不同新舊料融合性熱再生混合料路用性能

4.1約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)

研究表明，瀝青路面的低溫抗裂性能取決于瀝青混合料的低溫抗拉強(qiáng)度和低溫荷載應(yīng)力的釋放能力[16-18]。為了采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)再生SMA混合料的低溫抗裂性，本文采用低溫凍斷試驗(yàn)研究了不同再生劑摻量40%RAP再生SMA混合料的低溫抗裂性。試驗(yàn)時(shí)成型車轍板，按照40 mm×40 mm×200 mm切割標(biāo)準(zhǔn)棱柱體試件，環(huán)境箱的控溫范圍為-70～70 ℃，降溫速率為10 ℃/h。采用美國(guó)OEM公司生產(chǎn)的TSRST-4約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)儀進(jìn)行試驗(yàn)，以凍斷應(yīng)力、斷裂溫度、轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度和溫度應(yīng)力曲線斜率綜合評(píng)定再生SMA混合料的低溫抗裂性，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 不同RAP摻量再生SMA16混合料凍斷試驗(yàn)結(jié)果Table7 DifferentdosageRAPreclaimedSMA16mixturefreeze-offtestresults再生劑摻量/%凍斷強(qiáng)度/kN凍斷溫度/℃轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度/℃溫度應(yīng)力曲線斜率/(MPa·℃-1)0770.9-24.2-10.40.25396912.7-37.7-17.60.217681100.8-45.3-27.80.190810745.6-31.2-12.50.2371

表7約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)果表明：①隨著再生劑摻量增大，再生SMA — 16混合料的凍斷應(yīng)力降低，斷裂溫度升高，轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度升高。溫度應(yīng)力曲線斜率增大，凍斷應(yīng)力越大，試件破壞時(shí)需要的力越大，其低溫抗裂性越好，而斷裂溫度和轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度越低，瀝青混合料的低溫抗裂性越好，溫度應(yīng)力曲線斜率越大，瀝青混合料低溫應(yīng)力松弛越快，短時(shí)間內(nèi)釋放的溫度應(yīng)力越大，混合料低溫抗裂性越差。由此可知，隨著再生劑摻量增大，再生SMA混合料的抵抗低溫抗裂性能呈先增強(qiáng)后降低的變化趨勢(shì)，低溫應(yīng)力釋放能力也有此變化趨勢(shì)。②再生劑摻量由0%增大到6%時(shí)，斷裂應(yīng)力降低幅度并不明顯，對(duì)于轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度、溫度應(yīng)力曲線斜率試驗(yàn)指標(biāo)也有類似規(guī)律，而再生劑摻量超過6%后，斷裂應(yīng)力顯著增大，同時(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度、斷裂溫度、溫度應(yīng)力曲線斜率也顯著減小，表明摻加再生劑后再生SMA混合料的低溫抗裂性顯著提高，最佳再生劑摻量為8%。

4.2高溫穩(wěn)定性

采用車轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)不同再生劑摻量條件下熱再生混合料的高溫穩(wěn)定性按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求，車轍試驗(yàn)溫度為60 ℃，試驗(yàn)輪行走速度為42±1次/min，車轍板尺寸為300 mm(長(zhǎng))+300 mm(寬)+50 mm(高)，每個(gè)再生劑摻量下進(jìn)行3組平行試驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

圖2　不同再生劑摻量熱再生混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果(40%RAP摻量)Figure 2　Rutting test results of hot recycled mixture with different recycling agent

車轍試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著再生劑摻量增大，車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，而車轍試驗(yàn)60 min變形量呈先減小后增大的變化趨勢(shì)，方差分析結(jié)果表明再生劑對(duì)熱再生混合料高溫穩(wěn)定性有顯著影響，以車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度峰值確定芳烴油、橡膠油的最佳摻量分別為6%和8%，最佳摻量條件下熱再生混合料的車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度大于3000次/mm，表明其具有較好的高溫穩(wěn)定性。

5　不同RAP摻量再生SMA混合料抗疲勞耐久性

本文采用四分點(diǎn)控制應(yīng)變疲勞試驗(yàn)研究不同

RAP摻量再生SMA混合料的抗疲勞耐久性。疲勞試件由400 mm×300 mm×100 mm車轍板切割而成，試件尺寸為400 mm×50 mm×83 mm，試驗(yàn)溫度為15 ℃，采用控制應(yīng)變加載模式，應(yīng)變水平為150、200、300、400 με，疲勞試驗(yàn)在UTM液壓疲勞機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 不同RAP摻量再生SMA混合料疲勞試驗(yàn)結(jié)果Table8 SMAmixturefatiguetestresultsdifferentRAPcontent應(yīng)變水平/με再生SMA混合料中橡膠油摻量/%681012150205189093119636430636671181916772005870442923874889691895145075300100617616624451587974867663400287866492330464895245397

由表8試驗(yàn)結(jié)果可知: 摻加再生劑后熱再生混合料疲勞性能優(yōu)于普通熱再生混合料，摻加再生劑可顯著改善瀝青混合料的抗疲勞耐久性，相比普通熱再生混合料，8%橡膠油可使瀝青混合料的疲勞壽命提高25%。

6　結(jié)論

本文所確定的再生劑摻量、RAP預(yù)熱溫度、新集料加熱溫度、混合料拌合溫度和拌合時(shí)間等工廠化生產(chǎn)參數(shù)是合理可行的，可為后續(xù)工程實(shí)踐提供借鑒，推薦再生SMA混合料最大的RAP摻量為40%。摻加再生劑可改善熱再生混合料的綜合路用性能和抗疲勞耐久性，低溫抗裂性不足是制約RAP摻量增大的技術(shù)瓶頸，工程實(shí)踐中為了增大RAP摻量應(yīng)該采取提高瀝青混合料低溫性能的措施。室內(nèi)試驗(yàn)及工程應(yīng)用結(jié)果表明，熱再生SMA瀝青混合料可用于表面層，廢舊SMA瀝青路面材料高效再生技術(shù)是可行的，其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。

室內(nèi)試驗(yàn)及工程應(yīng)用結(jié)果表明，再生劑對(duì)老化瀝青砂漿的轉(zhuǎn)移有較大的幫助，隨著再生劑摻量增大，熱再生混合料內(nèi)部新舊瀝青交融程度提高，老化瀝青被還原后新舊瀝青之間的材料特性差異減小，新舊瀝青結(jié)合界面強(qiáng)度提高，混合料整體性提高，進(jìn)一步增大再生劑摻量，反而對(duì)瀝青起到稀釋作用，具體表現(xiàn)在再生瀝青的針入度增大，軟化點(diǎn)降低，瀝青的感溫性增強(qiáng)導(dǎo)致熱再生混合料的高溫穩(wěn)定性降低。

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Research on Industrialized Parameters and Evaluation of Blending Performance of Reclaimed SMA Pavementwith High RAP Content

LI Lin, YIN Yuxia

(Zhengzhou Institute of Finance and Economics Institute of Civil Engineering, Zhengzhou Henan 450000, China)

The blending performance virgin reclaimed asphalt and industrialized parameters is the key issue in hot reclaimed asphalt mixture with high RAP content. To optimize high quantity of heat regeneration of SMA mix proportion design and guide the factory production, Using the rheological test principle and SHRP test method, using rutting resistance factor, low temperature creep rate, rut test, constraints, temperature stress, quartile loading fatigue test, studies the two rubber oil and aromatic oil recycling agent under different dosage of hot recycled mixture of old and new asphalt transfer regularity and road performance. The heat regeneration mixture is obtained the best RAP blending ratio and the old and new material transfer rule, proves the rationality of the regenerative agent dosage, and used to guide the hot regeneration mixture proportioning design and factory production. Engineering practice has proved that recycling agent content as determined in this paper, the RAP preheating temperature, the heating temperature of new materials and mixture mixing temperature, mixing time factory production parameters, such as is feasible, and can provide reference for the follow-up of engineering practice.

road engineering； high RAP Content； Recycling agent； blending performance； road performance

2016 — 03 — 22

十二五國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014BAC097B128)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：511751560

李琳(1981 — )，女，河南鄭州人，講師，研究方向：建筑工程施工管理及結(jié)構(gòu)分析。

U 414.1

A

1674 — 0610(2016)04 — 0232 — 05