適用于乳化瀝青冷再生的RAP料特性分析及質(zhì)量控制

汪貴春

【摘?要】RAP料狀態(tài)及特性對(duì)于乳化瀝青冷再生路面的施工質(zhì)量具有直接而重要的影響，甚至決定了乳化瀝青冷再生路面工程的成敗。論文針對(duì)適用于乳化瀝青冷再生的RAP料（銑刨料）的物理狀態(tài)及路用特性進(jìn)行了全面分析，包括RAP料的級(jí)配、雜質(zhì)含量、飽水狀態(tài)等;在此基礎(chǔ)上，提出了針對(duì)乳化瀝青冷再生施工質(zhì)量控制要求的RAP料質(zhì)量控制要點(diǎn)，論文對(duì)于乳化瀝青冷再生施工及RAP料的選擇與質(zhì)量控制具有重要的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】瀝青路面;乳化瀝青冷再生;RAP料特性;施工質(zhì)量控制

Characteristic analysis and quality control of RAP materials suitable for cold regeneration of emulsified asphalt

Wang Gui-chun

（Zhongshe Design Group Co.， Ltd. Foshan Branch?Foshan?Guangdong?528000）

【Abstract】The state and characteristics of RAP materials have a direct and important impact on the construction quality of emulsified asphalt cold recycled pavement， and even determine the success or failure of emulsified asphalt cold recycled pavement engineering. The paper comprehensively analyzes the physical state and road characteristics of RAP material （milling material） suitable for cold regeneration of emulsified asphalt， including gradation of RAP material， impurity content and saturated state. On this basis， it is proposed. In view of the quality control points of RAP materials for the quality control of emulsified asphalt cold recycling construction， the paper has important reference value for the cold recycling construction of emulsified asphalt and the selection and quality control of RAP materials.

【Key words】Asphalt pavement;Cold regeneration of emulsified asphalt;RAP material characteristics;Construction quality control

1. 概述

（1）乳化瀝青冷再生混合料最主要的特點(diǎn)是其性能受施工時(shí)的環(huán)境及施工時(shí)的質(zhì)量控制影響非常大。往往檢測(cè)在試驗(yàn)室設(shè)計(jì)出的乳化瀝青配方感覺效果較好，但應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際實(shí)際工程后，卻總是出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題。究其原因，就是由于實(shí)際工程中，RAP料的差異巨大，與乳化瀝青的配伍性難以把控，導(dǎo)致出現(xiàn)施工質(zhì)量的問(wèn)題。為研究乳化冷再生室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況的匹配性，筆者收集和總結(jié)了多個(gè)乳化瀝青冷再生項(xiàng)目的第一手資料，分析施工過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的反饋情況，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)探索解決方案，同時(shí)針對(duì)乳化瀝青自身的特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、混合料級(jí)配、乳化冷再生混合料的壓實(shí)特性等方面進(jìn)行針對(duì)性的研究，如此反復(fù)，最終形成完善的乳化瀝青配方設(shè)計(jì)與乳化瀝青冷再生現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制技術(shù)。

（2）本文即是通過(guò)RAP料的特性分析，重點(diǎn)分析了RAP料的級(jí)配、雜質(zhì)含量、飽水狀態(tài)及其對(duì)路面施工質(zhì)量的影響，進(jìn)而提出適用于乳化瀝青冷再生的RAP料選擇標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制要求。

2. RAP料的級(jí)配特征

2.1?由于銑刨層位、段落、工藝等存在較大差異，RAP料本身的級(jí)配差異往往較大。而現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，由于設(shè)備的限制也很難將RAP料篩分成多檔便于級(jí)配的精確控制，一般僅篩分成2檔，即10～30mm和0～10mm;另一方面，冷再生拌合設(shè)備的精度控制又較熱拌混合料要差一些，設(shè)備的運(yùn)行也很不穩(wěn)定。 因此要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)乳化冷再生混合料的級(jí)配進(jìn)行精確控制是一件非常困難的事情，本文將針對(duì)這一問(wèn)題，采用廣東某高速項(xiàng)目的RAP料，試配兩種級(jí)配進(jìn)行研究。級(jí)配曲線見圖1。

2.2?從級(jí)配圖中可以看出，粗級(jí)配已超出了規(guī)范的級(jí)配范圍，由于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)配難以精確控制，這種情況會(huì)比較常見，中級(jí)配是項(xiàng)目施工中正常使用的級(jí)配，因此分別進(jìn)行這兩種級(jí)配混合料試件的劈裂強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和抗車轍性能的對(duì)比研究，乳化瀝青配方為1.5%W5+1.0%SBT（對(duì)比配方為2.5%W5）。兩種級(jí)配不同乳化瀝青用量下的試驗(yàn)結(jié)果分別見圖2～圖5，及表1。

2.3?通過(guò)對(duì)上述圖表的結(jié)果分析，我們可以得到以下結(jié)論：

（1）中級(jí)配的乳化冷再生混合料更容易壓實(shí)，其壓實(shí)空隙率對(duì)乳化瀝青的用量更敏感，空隙率隨乳化瀝青的用量增加而逐漸降低。粗級(jí)配混合料則相對(duì)較難壓實(shí)，由于其骨架結(jié)構(gòu)，其壓實(shí)空隙率隨乳化瀝青用量增加而降低的幅度較小;

（2）相同乳化瀝青用量下，粗級(jí)配混合料的馬歇爾穩(wěn)定度較中級(jí)配混合料大，但劈裂強(qiáng)度則較中級(jí)配小。這跟第三章討論的乳化冷再生混合料的強(qiáng)度形成機(jī)理是對(duì)應(yīng)起來(lái)的，骨架結(jié)構(gòu)與內(nèi)摩阻力有關(guān)，內(nèi)聚力與膠結(jié)料有關(guān);

（3）中級(jí)配的抗損害性能要較粗級(jí)配要好，主要在于這種級(jí)配的混合料更容易壓實(shí)，且具有更大的內(nèi)聚力，抗剝離的能力要強(qiáng)一些;

（4）從不同乳化瀝青用量下，混合料的強(qiáng)度變化曲線和劈裂TSR變化曲線綜合判斷，得出粗級(jí)配混合料的最佳乳化瀝青用量約為3.2%，中級(jí)配混合料的最佳乳化瀝青用量約為3.6%，比粗級(jí)配高0.4%左右;

（5）相同乳化瀝青配方和用量下，粗級(jí)配混合料的抗車轍性能較中級(jí)配混合料略好，但相對(duì)來(lái)說(shuō)，乳化瀝青配方對(duì)抗車轍性能的影響更大。

（6）相同乳化瀝青配方和用量下，中級(jí)配混合料比粗級(jí)配混合料具有更好的取芯能力，但同樣，乳化瀝青的配方低相對(duì)級(jí)配來(lái)說(shuō)影響更大。

3. RAP料中的雜質(zhì)含量

（1）RAP料在乳化冷再生混合料中所占的比例一般在不加新料的情況下都超過(guò)90%，是一種非常重要的原材料。因此RAP的性質(zhì)對(duì)于混合料的性能有非常重要的影響。以廣東某項(xiàng)目送樣的RAP料可以看出，不同項(xiàng)目，不同批次的RAP料潔凈程度差異巨大，見圖7所示。

（2）隨即取出1Kg左右的RAP料，并將其中的水穩(wěn)料及樹枝挑出稱重，盡發(fā)現(xiàn)其占的比例達(dá)到15%左右。對(duì)含有水穩(wěn)料和不含水穩(wěn)料的RAP料分別進(jìn)行拌合試驗(yàn)，拌合用水量均為2.0%，乳化瀝青配方為2.4%W5+0.3%MQK～1M，用量均為3.5%。發(fā)現(xiàn)兩者的裹覆狀態(tài)有明顯的差異，無(wú)水穩(wěn)料的混合料具有較好的裹覆均勻性，有水穩(wěn)的混合料中粗集料的花白料則明顯偏多，花白料主要以水穩(wěn)料為主，同時(shí)又水穩(wěn)料的混合料破乳速度也更快一些。

（3）為判斷其中水穩(wěn)料對(duì)混合料性能的影響，分別針對(duì)有無(wú)水穩(wěn)料的RAP料進(jìn)行混合料劈裂試驗(yàn)和浸水劈裂試驗(yàn)。兩者的試驗(yàn)結(jié)果見表2。

（4）表2顯示了兩種混合料明顯的性能差異，水穩(wěn)料的摻入，使試件的空隙率增大的1.1%，劈裂強(qiáng)度降低了0.11MPa，劈裂強(qiáng)度比則降低了13%，整個(gè)混合料的性能有了非常明顯的降低。

4. RAP的飽水狀況

（1）RAP料與新集料另一個(gè)不同之處是，RAP料的吸水能力特別強(qiáng)，釋放水的能力則特別弱，尤其是粒徑較小的RAP料。在最初進(jìn)行乳化冷再生項(xiàng)目時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制或重視程度不夠，RAP料往往沒(méi)有明顯的覆蓋措施。這就一方面導(dǎo)致了在下雨之后，RAP料由于大都處于飽水狀態(tài)，細(xì)集料容易粘在粗骨料上，造成篩分很難篩開，使粗集料中含有大量的細(xì)集料;另一方面，由于RAP料含水率高，且含水率的分布不均勻，粗集料的含水率小，但細(xì)集料則大量處于飽水狀態(tài)，但整體的含水率偏高，因此在拌合過(guò)程中幾乎加不進(jìn)去水，造成粗集料的裹覆非常不好。針對(duì)京沈輔路的RAP料進(jìn)行拌合試驗(yàn)，如圖8所示。

（2）同時(shí)我們還針對(duì)廣東某路面冷再生項(xiàng)目RAP料進(jìn)行了飽水和不飽水RAP料進(jìn)行施工和易性試驗(yàn)，采用0517B配方，乳化瀝青用量3.5%，飽水RAP料含水率為2.5%，因此不加水，風(fēng)干后的RAP含水率為0.5%，外加水2.0%。試驗(yàn)結(jié)果見圖9和圖10所示。

（3）試驗(yàn)結(jié)果表明，飽水后的RAP料不但對(duì)其裹覆狀況有較大的影響，也非常影響乳化瀝青的破乳速度，進(jìn)而對(duì)其施工和易性產(chǎn)生不利的影響。從圖9和圖10可以看出，飽水RAP料拌合后的混合料隨著放置時(shí)間的增長(zhǎng)，成型后試件的空隙率有明顯的增大趨勢(shì)，導(dǎo)致其混合料的劈裂強(qiáng)度有較大的衰減。

5. 冷再生對(duì)RAP料的技術(shù)質(zhì)量要求

通過(guò)對(duì)工程實(shí)際中RAP料的技術(shù)特性的分析，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)研究結(jié)果，提出適用于乳化瀝青冷再生的RAP料技術(shù)質(zhì)量保證措施如下：

（1）瀝青路面銑刨料（RAP）應(yīng)與其它銑刨料（如水穩(wěn)銑刨料）分開堆放、不得混雜。RAP回收選用冷銑刨方式，應(yīng)盡量控制銑刨料規(guī)格，最大粒徑最好能控制在3cm以下。

（2）RAP料在回收和存放時(shí)不得混入基層廢料、水泥混凝土廢料、杜絕洗鍋料、雜物、土等雜質(zhì)，堅(jiān)決不能將單級(jí)配的粗石、天然砂等原材料混入。

（3）經(jīng)篩分后不同規(guī)格RAP料必須分開堆放不得“串倉(cāng)”混料，堆放高度以料不結(jié)塊成團(tuán)為宜。

（4）瀝青RAP材料應(yīng)堆放在堅(jiān)硬的場(chǎng)地上，并有良好的排水、防雨和通風(fēng)條件，尤其是粒徑較小、吸水性較強(qiáng)的RAP料，堆放時(shí)必須要進(jìn)行搭棚或帆布覆蓋，避免雨水淋濕。