不同RAP摻加量瀝青再生混合料利用分析

許百東 盛德路橋建設(shè)有限公司

一、濰坊市國(guó)省道應(yīng)用現(xiàn)狀

截止到2020年底，濰坊市國(guó)省道總里程為2268.612公里，大中修工程每年都將銑刨瀝青料十多萬(wàn)方。目前我市國(guó)省道大量的銑刨料主要有三種處置方式，一是在瀝青拌合站集中存放，目前總量大約30多萬(wàn)噸；二是在低等級(jí)的地方道路或城市道路建設(shè)時(shí)采用熱再生技術(shù)利用一部分；三是在國(guó)省道瀝青下面層中也逐漸開(kāi)始使用。

二、不同RAP摻加量的瀝青混合料指標(biāo)對(duì)比分析

濰坊市東、南外環(huán)路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：上面層為4厘米SMA瀝青馬蹄脂碎石混合料，下面層為8厘米AC-20瀝青混凝土，我們?cè)谙旅鎸咏Y(jié)構(gòu)施工中進(jìn)行了摻加RAP嘗試。施工單位有瑞士產(chǎn)安邁Uniglobe320瀝青拌合站，該設(shè)備是代表國(guó)際先進(jìn)水平的熱再生設(shè)備，每小時(shí)生產(chǎn)能力達(dá)到120噸。拌合場(chǎng)存儲(chǔ)有瀝青銑刨料5萬(wàn)余噸，均來(lái)源于國(guó)省道一級(jí)公路和高速公路，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。該合同段從設(shè)備、人員、技術(shù)等方面均具備實(shí)施廠拌熱再生的條件。

試驗(yàn)對(duì)20%和30%兩種RAP摻量的瀝青再生混合料采用相同的級(jí)配設(shè)計(jì)。（1）試驗(yàn)溫度：瀝青溫度160℃；RAP溫度110℃；新集料溫度160℃。（2）瀝青用量：通過(guò)試驗(yàn)確定最佳瀝青用量分別為3.5%和3.1%。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，隨RAP摻量的增加，最佳瀝青用量反而減少，說(shuō)明RAP中舊瀝青仍然可以發(fā)揮作用。

廠拌熱再生混合料中銑刨料的摻加比例主要取決于銑刨料中石子和瀝青的質(zhì)量情況以及熱再生設(shè)備的性能。試驗(yàn)表明，銑刨料的摻加比例小于20%是最成熟的技術(shù)，如果銑刨料的質(zhì)量較好、再生設(shè)備的生產(chǎn)能力允許，可將RAP的摻加比例適當(dāng)提高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

（一）水穩(wěn)性能

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，摻加20%RAP后瀝青再生混合料的殘留穩(wěn)定度和殘留強(qiáng)度比分別達(dá)到91.4和88，比零摻加的混合料分別提高12.4%和2%；摻加30%RAP后瀝青再生混合料的殘留穩(wěn)定度和殘留強(qiáng)度比分別達(dá)到93.2和90.4，比零摻加的混合料分別提高14.6%和5%，并且隨RAP摻量的增加兩項(xiàng)指標(biāo)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

表1 熱再生瀝青混合料指標(biāo)匯總

表2 瀝青熱再生混合料配合比

表3 原材料價(jià)格（元/噸）

（二）高溫性能

在室內(nèi)采用動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)對(duì)不同RAP摻量再生混合料的高溫穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，RAP摻量分別為20%和30%的兩種再生瀝青混合料其動(dòng)穩(wěn)定度分別達(dá)到4187次和4449次，遠(yuǎn)高于規(guī)范要求（動(dòng)穩(wěn)定度≥1000次）。而且隨著RAP摻量的增加（由20%增加到30%），抗車(chē)轍能力分別提高133%和148%。

（三）低溫性能

通過(guò)低溫彎曲試驗(yàn)對(duì)RAP摻量分別為20%和30%的兩種再生混合料的低溫性能進(jìn)行測(cè)試（室內(nèi)實(shí)驗(yàn)條件為零下10℃、加載速率50mm/min）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，增加RAP摻量，再生混合料破壞強(qiáng)度與破壞應(yīng)變會(huì)減小，即增加RAP摻量會(huì)對(duì)混合料低溫性能產(chǎn)生不利影響，也就是材料脆性會(huì)變大，這是因?yàn)镽AP材料已經(jīng)具有一定的老化特征決定的。

三、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

在拌合、運(yùn)輸、碾壓等其他條件一致的情況下，通過(guò)對(duì)普通AC-20瀝青混合料和兩種不同摻量的再生混合料成本進(jìn)行對(duì)比可以看出，普通瀝青混合料成本約230元/噸，RAP摻量20%的瀝青熱再生混合料成本約189元/噸，RAP摻量30%的瀝青熱再生混合料成本約169元/噸。經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。數(shù)據(jù)見(jiàn)表2、表3。

四、問(wèn)題與建議

大面積瀝青路面材料再生技術(shù)需要對(duì)RAP建立詳細(xì)的工程檔案，包括舊瀝青混凝土面層建設(shè)年份、配合比、瀝青和石料來(lái)源等數(shù)據(jù)，以便在再利用時(shí)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行參考。

下一步研究方向：

一是對(duì)不同RAP摻量的瀝青混合料性能、指標(biāo)進(jìn)一步研究，在保證質(zhì)量的前提下做到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的最大化；

二是對(duì)不同來(lái)源、不同瀝青含量的RAP材料（如SBS改性結(jié)構(gòu)或SMA結(jié)構(gòu)）性能進(jìn)行進(jìn)一步分析研究；

三是根據(jù)不同品牌廠拌熱再生設(shè)備在性能方面的差異，進(jìn)一步優(yōu)化瀝青熱再生混合料配合比、RAP摻量及產(chǎn)能等方面的詳細(xì)數(shù)據(jù)。