高RAP摻量廠拌溫再生SMA16混合料耐久性試驗(yàn)研究

方　磊

(湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 湖南 湘潭　411101)

?

方磊

(湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 湖南 湘潭411101)

為了解決熱再生舊料加熱溫度過高碳化、送料通道堵塞、RAP摻量不高，并充分利用SMA路面的殘余強(qiáng)度，提高路面結(jié)構(gòu)的長期使用性能。進(jìn)行了再生SMA — 16混合料路用性能研究和試驗(yàn)路鋪筑，基于車轍、低溫彎曲、凍斷、浸水馬歇爾、凍融劈裂和四分點(diǎn)加載疲勞試驗(yàn)研究了30%、40%、50%RAP摻量的溫再生SMA混合料路用性能，探討了廢舊SMA瀝青路面材料高效溫拌再生技術(shù)的可行性。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著RAP摻量增大，再生SMA混合料高溫穩(wěn)定性提高，而低溫抗裂性和抗疲勞耐久性隨RAP摻量增大而降低，低溫抗裂性是制約增大RAP摻量的技術(shù)瓶頸。RAP摻量小于30%時(shí)，再生SMA混合料的各項(xiàng)路用性能均滿足現(xiàn)行施工規(guī)范技術(shù)要求，摻加30%再生料后SMA混合料疲勞性能在各應(yīng)變水平下降低幅度較小，但RAP摻量達(dá)到50%后SMA混合料疲勞壽命下降較為顯著。室內(nèi)試驗(yàn)及工程應(yīng)用結(jié)果表明，溫拌再生SMA改性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)效益和社會(huì)效益顯著。

道路工程； 高比例RAP摻量； 廠拌溫再生； 溫拌再生SMA瀝青混合料； 路用性能

0　引言

近年來回收瀝青路面材料(Recycled Asphalt Pavement，RAP)的再生利用作為交通行業(yè)日趨重要的廢舊瀝青路面循環(huán)利用和節(jié)能減排技術(shù)已經(jīng)逐步被公眾所接收，并得到了越來越多的推廣、應(yīng)用，廠拌溫拌再生混合料以其性能優(yōu)于其他再生方式的瀝青混合料，可用于各等級(jí)公路的面層和柔性基層[1-8]。我國自1993年北京首都機(jī)場高速公路開始設(shè)計(jì)使用SMA(Stone Mastic Asphalt)以來，SMA以其優(yōu)良的路用性能已經(jīng)成為了我國高等級(jí)公路上面層的首選結(jié)構(gòu)。經(jīng)過交通荷載及環(huán)境因素的反復(fù)作用，按照6～8 a大中修和12～15 a設(shè)計(jì)壽命計(jì)算，我國早期所修筑的改性瀝青路面及SMA路面已經(jīng)進(jìn)入或即將進(jìn)入大規(guī)模養(yǎng)護(hù)維修期[9-11]。大量研究結(jié)果表明，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[12-14]。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[6,10]，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。本文針對(duì)廢舊SMA材料自身特點(diǎn)，評(píng)價(jià)了其用于再生SMA材料的可行性，通過摻加再生劑改善老化SBS改性瀝青的性能，研究了不同廢舊SMA材料情況下?lián)搅繙匕柙偕鶶MA混合料高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性和疲勞性能，結(jié)合鋪筑的試驗(yàn)路使用性能檢測結(jié)果，證明了廢舊SMA材料生產(chǎn)再生SMA是可行的，并推薦了SMA混合料適宜的RAP摻量，研究結(jié)果可為同類工程提供理論與技術(shù)借鑒。

1　不同RAP摻量SMA混合料材料組成設(shè)計(jì)

1.1原材料及廢舊改性瀝青SMA材料性能檢測

試驗(yàn)采用德國Eurovia Serveices GmbH公司生產(chǎn)的Aspha-min(人造沸石)，其摻量為瀝青混合料質(zhì)量的0.3%。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)已經(jīng)運(yùn)營了8 a。廢舊改性瀝青SMA材料性能檢測主要包括集料和老化SBS性能檢測兩部分。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，對(duì)舊瀝青路面材料進(jìn)行級(jí)配、油石比、瀝青性能進(jìn)行分析。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四檔。按照《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(結(jié)果見表1)，由表1可知: 回收SMA材料的各項(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。采用燃燒法確定RAP瀝青含量為5.4%，阿布森法獲取RAP中的老化瀝青(老化瀝青試驗(yàn)結(jié)果見表2)，為了恢復(fù)老化瀝青部分性能，試驗(yàn)時(shí)添加了6%芳烴油作為再生劑。新瀝青采用我國北方常用的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‰。回收舊SMA材料級(jí)配如表3所示，以不同RAP摻量溫拌再生混合料合成級(jí)配最可能接近為原則，確定不同RAP摻量溫拌再生SMA混合料級(jí)配，合成級(jí)配見表3。

表1 回收舊SMA材料(4.75～10mm)各指標(biāo)檢測結(jié)果Table1 RecycledSMAmaterial(4.75～10mm)indextestresults指標(biāo)回收SMA材料玄武巖新集料技術(shù)要求壓碎值/%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/%17.714.2≤2619.315.6≤282.8762.964≥2.600.680.54<210.27.2<124.16.2<121.53.1<180.631<30.830.7<1

表2 RAP中舊瀝青試驗(yàn)結(jié)果Table2 PerformancetestresultsofagedasphaltinRAP檢測項(xiàng)目試驗(yàn)結(jié)果RAP中老化瀝青老化瀝青+8%再生劑SBS改性瀝青試驗(yàn)方法25℃針入度/(0.1mm)28.441.457.4T06045℃延度/cm2.913.731.5T0605軟化點(diǎn)/℃83.576.671.2T0606135℃黏度/(Pa·s)3.122.762.43T0625

表3 不同RAP摻量SMA—16溫拌再生混合料級(jí)配Table3 GradationofSMA—16hotreclaimedasphaltmixtureswithdifferentRAPcontent篩孔尺寸/mm下列各篩孔通過百分率/%新集料/mmRAP/mm合成級(jí)配/%0～33～55～1010～200～55～1030%RAP40%RAP50%RAP191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075RAP/%30405010010010010010010010010010010010010096.810010095.895.895.810010010077.810010070.371.871.910010099.925.810099.856.755.755.710094.319.53.898.479.327.526.327.410089.74.82.576.944.419.119.219.665.302.72.250.629.518.818.919.146.701.62.035.824.614.714.814.927901.31.826.320.013.613.913.325.700.61.718.815.011.412.212.99.800.21.516.611.710.010.710.1752632141610035193318221002315302228100

1.2再生改性瀝青SMA混合料最佳瀝青用量

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)行溫拌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110 ℃，試驗(yàn)時(shí)結(jié)合現(xiàn)場施工采用拌合、碾壓溫度，以溫拌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4。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)確定溫拌再生SMA混合料的最佳瀝青用量，試驗(yàn)結(jié)果見表5。表5試驗(yàn)結(jié)果表明，溫拌再生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，溫拌再生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4 不同RAP摻量與新料拌合溫度匯總表Table4 SummaryofmixingtemperatureofreclaimedSMAwithdifferentRAPcontentRAP摻量/%RAP預(yù)熱溫度/℃新集料加熱溫度/℃溫拌再生SMA混合料出料溫度/℃301101601454011017014550110180145

表5 溫拌再生SMA—16馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果Table5 HotreclaimedSMA—16MarshalltestresultsRAP摻量/%OAC/%VV/%VCAmix/%VMA/%VFA/%MS/kN06.363.642.618.379.58.74305.284.042.918.778.68.29405.163.842.618.177.87.47505.094.043.118.578.17.08規(guī)范要求3～4≥1775～85≥6

2　不同RAP摻量溫拌再生SMA混合料路用性能

2.1高溫穩(wěn)定性

按照現(xiàn)行瀝青路面施工規(guī)范要求，采用車轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)不同RAP摻量的溫再生SMA混合料的高溫穩(wěn)定性。研究表明[15-17]，車轍的產(chǎn)生主要是受高溫、荷載的綜合作用，也受到常溫疲勞作用的影響，考慮到我國部分地區(qū)夏季溫度高(氣溫超過40 ℃)，高溫持續(xù)時(shí)間長等不利影響，車轍試驗(yàn)溫度采用70 ℃，為了研究不同RAP摻量溫拌再生SMA改性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性對(duì)試驗(yàn)溫度的敏感性，特增加了40 ℃車轍試驗(yàn)，本文車轍試驗(yàn)采用40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃共4個(gè)試驗(yàn)溫度。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》要求成型尺寸為300 mm×300 mm×50 mm的車轍板，試驗(yàn)輪行走速度為42±1次/min，車轍加載時(shí)間為60 min，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 不同RAP摻量再生SMA混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果Table6 HotreclaimedSMA-16mixtureruttingtestre-sultswithdifferentRAPcontentRAP摻量/%試件編號(hào)車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度DS/(次·mm-1)40℃50℃60℃70℃1128078100657613080213156832767411417314496850069031480416803110108954179530517416114219246188061862612332982219947197141241498642072408198111263499102082919996130319545196510202331385310111207250112156414206112212344122200014706119052481

車轍試驗(yàn)結(jié)果表明: ①各RAP摻量的溫拌再生SMA混合料的60 ℃車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度均可達(dá)到4200次/mm以上，遠(yuǎn)大于規(guī)范3000次/mm的高溫穩(wěn)定性要求。②相同試驗(yàn)溫度情況下，隨著RAP摻量增大，再生SMA混合料車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度呈增大趨勢，可見增大RAP摻量可改善再生SMA混合料的高溫穩(wěn)定性，分析其原因，蠕變穩(wěn)定階段的瀝青路面永久變形一般來源于兩部分，集料的轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)等產(chǎn)生的位移和瀝青膠漿剪切失穩(wěn)所產(chǎn)生的位移，SMA混合料中由于粗集料之間形成了穩(wěn)定的骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，車轍變形主要是由于膠漿剪切失穩(wěn)所致，增大RAP摻量，老化瀝青對(duì)SBS改性瀝青高溫性能的改性作用越明顯。③以y=A+Blg(DS)擬合曲線斜率表征溫拌再生SMA混合料對(duì)溫度的敏感性，隨著RAP摻量增大，再生SMA擬合曲線斜率減小，同時(shí)曲線截距增大，可見增大RAP摻量可改善SMA混合料的溫度敏感性。綜上可知，溫拌再生SMA混合料的高溫穩(wěn)定性完全滿足規(guī)范要求，高溫穩(wěn)定性不是制約溫拌再生SMA混合料增大RAP摻量的因素。

2.2低溫抗裂性

2.2.1低溫小梁彎曲試驗(yàn)

按照J(rèn)TG F40 — 2004試驗(yàn)要求采用低溫小梁彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)再生SMA混合料的低溫抗裂性。試驗(yàn)時(shí)小梁試件由車轍板切割而成，試件尺寸為30 mm×35 mm×250 mm，試驗(yàn)溫度為-10 ℃。試驗(yàn)采用單點(diǎn)加載方式，支點(diǎn)間距200 mm，加載速率為50 mm/min。以抗彎拉強(qiáng)度、最大彎拉應(yīng)變，同時(shí)輔以單位體積的破壞能指標(biāo)來評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂性能，試驗(yàn)結(jié)果見表7所示。

表7 不同RAP摻量再生SMA—16低溫小梁彎曲試驗(yàn)Table7 DifferentdosageRAPreclaimedSMA—16lowtemperaturebendingtestresultsRAP比例/%抗彎拉強(qiáng)度/MPa最大彎拉應(yīng)變/με彎曲勁度模量/MPa破壞應(yīng)變能/(kJ·m-3)011.443956.562891.4037.563011.563415.433384.6434.344011.743031.903872.1631.095011.932703.674412.5226.17

表7試驗(yàn)結(jié)果表明： ①增大RAP摻量后，再生SMA混合料的抗彎拉強(qiáng)度隨RAP摻量增大而減小，而最大彎拉應(yīng)變和單位體積破壞應(yīng)變能隨RAP摻量增大呈線性關(guān)系減小，彎曲勁度模量作為抗彎拉強(qiáng)度和最大彎拉應(yīng)變的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，隨RAP摻量的增大而增大，可見增大RAP摻量后再生SMA混合料低溫抗裂性下降。②比較不同RAP摻量的再生SMA混合料彎拉應(yīng)變可以發(fā)現(xiàn)，RAP摻量為40%時(shí)，再生SMA混合料的 彎拉破壞應(yīng)變?yōu)?031 με，仍然滿足規(guī)范冬嚴(yán)寒區(qū)大于3000 με的要求，當(dāng)RAP摻量達(dá)到50%時(shí)，彎拉破壞應(yīng)變小于2800 με，不滿足冬嚴(yán)寒和冬寒區(qū)改性瀝青混合料低溫抗裂性要求。由此可見低溫抗裂性是制約再生SMA混合料增大RAP摻量的技術(shù)瓶頸，工程實(shí)踐中為了增大RAP摻量需采取提高溫拌再生混合料低溫抗裂性的措施。

2.2.2低溫凍斷試驗(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[17-18]。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RAP摻量的再生SMA混合料低溫抗裂性。低溫凍斷(約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn))試驗(yàn)方法嚴(yán)格按照AASHTO Tp10執(zhí)行。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8。

表8約束試件溫度應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)果表明： ①隨著RAP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RAP摻量增大，再生SMA混合料的抵抗低溫抗裂性能越差，且低溫應(yīng)力釋放能力越差，低溫抗裂性隨RAP摻量增大而降低，這與低溫小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果相一致。②RAP摻量由0%增大到30%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RAP摻量超過40%后，斷裂應(yīng)力顯著降低，同時(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度、斷裂溫度、溫度應(yīng)力曲線斜率也顯著增大，表明再生SMA混合料的低溫抗裂性顯著降低。

表8 不同RAP摻量再生SMA—16混合料凍斷試驗(yàn)結(jié)果Table8 DifferentdosageRAPreclaimedSMA—16mixturefreeze-offtestresultsRAP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)01100.8-45.3-27.80.190830912.7-37.7-21.60.217640745.6-31.2-12.50.237150670.9-24.2-10.40.2539

2.3水穩(wěn)定性

水穩(wěn)定性不足而誘發(fā)的水損害是瀝青路面早期病害之一，水穩(wěn)定性是指在水、荷載、環(huán)境溫度的作用下，使瀝青膠漿與集料發(fā)生剝落、剝離而喪失原有強(qiáng)度和耐久性的一種現(xiàn)象。本文采用現(xiàn)行瀝青路面施工規(guī)范要求的浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)研究不同RAP摻量再生SMA混合料的水穩(wěn)定性。浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)嚴(yán)格按照J(rèn)TG E20—2011相關(guān)試驗(yàn)方法執(zhí)行。水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表9 不同RAP摻量再生SMA混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果Table9 ReclaimedSMAmixwaterstabilitytestresultswithdifferentRAPcontentRAP摻量/%浸水馬歇爾試驗(yàn)凍融劈裂試驗(yàn)MS/kNMS1/kNMSo/%RT1/MPaRT2/MPaTSR/%08.748.3395.31.1791.14897.4308.297.5691.21.1161.04093.2407.476.8992.31.1641.09994.4507.086.5993.11.0790.98791.5

表9試驗(yàn)結(jié)果表明: 各RAP摻量下的再生SMA混合料浸水馬歇爾殘留強(qiáng)度比和凍融劈裂強(qiáng)度均大于90%，滿足規(guī)范浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度大于85%、凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比大于80%的要求，可見再生SMA混合料具有優(yōu)良的水穩(wěn)定性。

3　不同RAP摻量再生SMA混合料抗疲勞耐久性

研究表明，在應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)過程中，瀝青混合料的受力狀態(tài)更接近瀝青路面的實(shí)際情況，瀝青層底拉應(yīng)變也是計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度的重要控制指標(biāo)之一。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×63 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10。

表10 不同RAP摻量再生SMA混合料疲勞試驗(yàn)結(jié)果Table10 SMAmixturefatiguetestresultsdifferentRAPcontent應(yīng)變水平/με再生SMA中RAP摻量/%0304050150311963643063667120518909181916772009238748896918958704425145075300166244515879741006176867663400492330464895287866245397

表10試驗(yàn)結(jié)果表明: 相同應(yīng)變水平條件下，隨著RAP摻量增大，再生SMA混合料疲勞壽命減小，摻加30%再生料后SMA混合料疲勞性能在各應(yīng)變水平下降低幅度較小，表明其疲勞性能是可以接受的，但RAP摻量達(dá)到50%后SMA混合料疲勞壽命下降較為顯著，以疲勞性能考慮，適宜的再生料摻量為30%。

4　試驗(yàn)路鋪筑及試驗(yàn)檢測

本課題依托甘肅省2013年國省干線大中修工程第二合同段，項(xiàng)目起點(diǎn)樁號(hào)為K12+240，終點(diǎn)樁號(hào)為K38+600，主線全長共26.360 km。對(duì)原SMA — 16改性瀝青混合料銑刨后，加鋪5 cm溫再生SMA — 16改性瀝青混合料，兩段試驗(yàn)路的RAP摻量分別為40%，現(xiàn)場施工時(shí)RAP預(yù)熱溫度，新集料的加熱溫度，混合料拌合溫度和拌合時(shí)間按照本文采用的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行，攤鋪完成后第2天對(duì)試驗(yàn)段再生SMA-16的空隙率、滲水系數(shù)、擺值、構(gòu)造深度、壓實(shí)度進(jìn)行現(xiàn)場測定。經(jīng)過3年多的交通荷載作用，對(duì)試驗(yàn)路進(jìn)行了質(zhì)量評(píng)定和外觀定期觀測，經(jīng)評(píng)定路面平整密實(shí)、集料顆粒分布均勻，檢測結(jié)果表明試驗(yàn)路表明完好，各項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)良好，沒有出現(xiàn)諸如車轍、擁包、松散、裂縫等病害，可見采用40%RAP摻量的溫再生SMA改性瀝青混凝土延長了道路的使用壽命，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。

5　結(jié)論

① 室內(nèi)試驗(yàn)及工程應(yīng)用結(jié)果表明，本文所確定

的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混合料適宜的再生料摻量為30%～40%。

② 隨著RAP摻量增大，溫拌再生SMA混合料的高溫穩(wěn)定性提高，溫再生SMA混合料的高溫穩(wěn)定性優(yōu)于普通SMA改性瀝青混合料，高溫穩(wěn)定性不是制約增大廠拌溫再生混合料RAP摻量的因素。

③ 低溫彎曲和凍斷試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著RAP摻量增大，溫再生SMA混合料低溫性能下降，尤其RAP摻量超過40%后，斷裂應(yīng)力和彎拉應(yīng)變顯著降低，同時(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度、斷裂溫度、溫度應(yīng)力曲線斜率也顯著增大，表明再生SMA混合料的低溫抗裂性顯著降低。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。

④ 摻加30%再生料后溫再生SMA改性瀝青混合料疲勞性能在各應(yīng)變水平下降低幅度較小，但RAP摻量達(dá)到50%后SMA混合料疲勞壽命下降較為顯著。室內(nèi)試驗(yàn)及工程應(yīng)用結(jié)果表明，溫拌再生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)效益和社會(huì)效益顯著。

[1]秦永春，黃頌昌，徐劍.廠拌溫再生瀝青混合料中新舊瀝青的融合特性研究[J].公路交通科技，2015，32(12)：24-29.

[2]趙慧敏.熱再生瀝青的路用性能評(píng)價(jià)[D].大連:大連理工大學(xué),2008.

[3]楊林江.瀝青路面廠拌再生利用設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2008.

[4]徐劍，黃頌昌.高等級(jí)公路瀝青路面再生技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2011

[5]楊彥海，趙文.再生瀝青混合料抗水損害性能評(píng)價(jià)[J].公路交通科技,2006, 23(7):19-22.

[6]王宏，劉鋒. 不同成型方式泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀結(jié)構(gòu)性能研究[J]. 公路交通科技, 2016,31 (2): 19-27.

[7]秦永春.基于表面活性劑的溫拌瀝青混合料的設(shè)計(jì)及相關(guān)性能研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué), 2009.

[8]楊麗英，譚憶秋.溫拌再生瀝青混合料的疲勞性能[J].公路交通科技，2012，29(10):7-10.

[9]韓永強(qiáng)，程培峰.RAP摻量對(duì)溫拌再生瀝青混合料性能的影響[J].公路交通科技，2015，32(12)：38-41.

[10]劉明珠. Sasobit溫拌再生瀝青混合料路用性能評(píng)價(jià)[D].北京:北京建筑大學(xué)，2013.

[11]秦永春，黃頌昌.溫拌瀝青混合料技術(shù)及最新研究[J].石油瀝青,2006,20(4):18-21.

[12]趙殿鵬，楊平，張豪.基層層間狀態(tài)對(duì)瀝青路面荷載應(yīng)力與疲勞性能的影響[J].森林工程，2015，31(5)：96-99.

[13]楊麗英,譚憶秋.溫拌再生瀝青混合料的疲勞性能[J].公路交通科技,2012,29(10):7-10.

[14]張振德，張廣闊，張海濤.瀝青老化再生的實(shí)驗(yàn)路徑研究[J].森林工程，2014，30(1)：131-133

[15]任晨.溫拌再生瀝青混凝土性能研究[J].上海公路,2012(4):46-50.

[16]章順風(fēng). Evotherm溫拌再生瀝青混合料技術(shù)研究[D].長沙:湖南大學(xué), 2010

[17]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[18]張文會(huì).瀝青路面廠拌溫拌再生技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué)，2004.

Study on Durability of Plant Warm Reclaimed SMA 16 with High Proportion of RAP Content

FANG Lei

(Hunan Urban Construction Vocational and Technical College, Xiangtan, Hunan 411101, China)

In order to solve the problem of old material high temperature carbonization, feeding channel blockage, RAP content is less than 30% and make full use of the residual strength of SMA road mixture, improve the long-term performance of the pavement structure. This article researched on road performance and test road paving of SMA — 16 warm reclaimed mixture with different RAP content. Based on rutting, low temperature bending, frozen, Marshall immersion, freeze-thaw splitting and quartile loading fatigue test to study the dosage of 30%, 40%, 50% RAP renewable road performance of SMA mixture of temperature, discussed the effective temperature mixing waste SMA asphalt pavement materials regeneration technology is feasible. The test results show that, with RAP content increases, the reclaimed of SMA mixture temperature stability is improved, and low temperature cracking resistance and fatigue resistance decreases with increasing RAP content, low temperature cracking resistance is constrained to increase RAP-doped the amount of technical bottlenecks. When RAP content less than 30% of the renewable SMA mixture pavement performance specifications meet the technical requirements of the existing construction, after adding 30% recycled materials SMA mixture fatigue performance at reduced levels of each strain to a lesser extent, but RAP content reached 50% after the SMA mixture fatigue life more significant decline. Laboratory test and engineering application results show that the thermal reclaimed SMA asphalt mixture can be used in the surface layer, waste SMA asphalt pavement material recycling technology is feasible and efficient, its economic and social benefits significantly.

road engineering; high RAP content; plant warm mix recycling； warm reclaimed SMA modified asphalt mixture； road performance

2016 — 03 — 28

國家自然基金項(xiàng)目(511784795);2013年湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目(13C101)

方磊(1982 — )，男，湖南岳陽人，工學(xué)博士,講師,研究方向：筑路材料。

U 416.26

A

1674 — 0610(2016)04 — 0237 — 05