瀝青路面熱再生混合料的室內(nèi)試驗研究

李鑫靜

（煙臺市招遠公路建設(shè)養(yǎng)護中心，山東 煙臺 265400）

0 引言

交通行業(yè)的飛速發(fā)展帶來了很多亟需解決的問題，其中，瀝青路面養(yǎng)護大中修和改建、擴建時產(chǎn)生的大量廢舊瀝青混合料（RAP）帶來的環(huán)境污染、土地占用、資源浪費等問題，是交通、環(huán)保等部門面臨的重要問題之一。近年來，舊料再生技術(shù)的發(fā)展使交通行業(yè)的從業(yè)人員對再生技術(shù)的認識不斷提升、深化，其中，瀝青路面熱再生技術(shù)發(fā)展快速，技術(shù)比較成熟，在很多工程中得到了較好的應(yīng)用[1]。交通運輸部頒布的《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5521—2019）很好地指導(dǎo)和支撐了瀝青路面再生工程實踐。本文以AC-16C 混合料為例，進一步研究全新混合料和熱再生混合料的技術(shù)性能差異，為熱再生技術(shù)在工程實踐中的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

1 熱再生配合比設(shè)計

根據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5521—2019）要求[2]，使用馬歇爾法進行AC-16C 熱再生混合料配合比的設(shè)計。

1.1 原材料選擇

（1）瀝青

選擇普通70#-A道路石油瀝青為本次室內(nèi)試驗的瀝青，技術(shù)指標見表1。

表1 瀝青技術(shù)指標

（2）集料、填料

粗、細集料材質(zhì)為石灰?guī)r材質(zhì)，規(guī)格分別為石屑、5～10mm、10～18mm，填料為含25%生石灰的礦粉。各技術(shù)指標見表2。

表2 集料和填料技術(shù)指標

（3）回收舊料（RAP）

將回收的瀝青路面材料破碎篩分成5～10mm 和0～5mm兩檔，并分檔回收瀝青，測試瀝青含量，結(jié)果如表3。

在初二（5）班，這個人就是王施凱。而他現(xiàn)在和全年級第一的學(xué)生趙明月成了同桌，震驚了初二年級的所有“差生”。

表3 RAP中瀝青含量及回收瀝青指標

1.2 配合比設(shè)計

（1）礦料級配

按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）[3]要求，確定混合料級配比例為：RAP 0～5mm∶RAP 5～10mm∶礦粉∶石屑∶5～10mm碎石∶10～18mm碎石=15∶5∶4∶23∶20∶33，合成級配如表4所示。

表4 合成級配

（2）最佳油石比

油石比（包含RAP 中的瀝青）分別為4.9%、4.9±0.5%、4.9±1.0%，按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）要求成型馬歇爾試件，加熱RAP 時的溫度為110℃～120℃，避免溫度過高RAP 中瀝青再次老化。新集料加熱溫度較全新料時高10～15℃，拌和時間較全新料時多10～20s，其他試驗方法和全新料時一致。檢測各指標如表5所示。

表5 馬歇爾試驗結(jié)果

通過計算，得到AC-16C 熱再生瀝青混合料的最佳油石比為4.9%。

（3）配合比設(shè)計結(jié)果

配合比設(shè)計結(jié)果如表6所示。

表6 配合比設(shè)計結(jié)果

2 比對試驗

2.1 馬歇爾體積指標

由表7 可知，普通的全新料AC-16C 混合料和熱再生AC-16C 混合料的體積指標都在規(guī)范要求范圍內(nèi)，且指標非常接近。結(jié)果表明，摻20%RAP的混合料再生效果明顯。

表7 馬歇爾體積指標

2.2 水穩(wěn)定性

（1）凍融劈裂試驗

按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20—2011）[4]凍融劈裂試驗要求，分別成型熱再生AC-16C 混合料和全新料AC-16C 混合料的馬歇爾試件，進行劈裂試驗。結(jié)果見表8。

表8 凍融劈裂試驗結(jié)果

結(jié)果表明，摻加20%RAP后，凍融前劈裂強度下降2.0%，凍融后劈裂強度下降6.8%，劈裂強度比降低4.9%，凍融后的強度下降幅度稍大，但最終的劈裂強度比滿足規(guī)范《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）的要求。

（2）浸水馬歇爾試驗

按照同樣的方法進行浸水馬歇爾試驗，結(jié)果見表9。

表9 浸水馬歇爾試驗結(jié)果

結(jié)果表明，摻加20%RAP后，浸水0.5h穩(wěn)定度下降2.7%，浸水48h 穩(wěn)定度下降4.0%，殘留穩(wěn)定度降低2.4%，最終的殘留穩(wěn)定度滿足規(guī)范《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）的要求。

再生AC-16C 混合料中摻加20%RAP 后，其水穩(wěn)定性有所下降，但均能滿足規(guī)范要求?；厥张f料（RAP）中的瀝青老化，造成混合料的黏聚力下降，其水穩(wěn)定性也隨之降低。實際施工時，應(yīng)根據(jù)回收舊料（RAP）中的瀝青老化程度，選擇摻配比例。老化嚴重的，根據(jù)需要添加再生劑。

2.3 高溫穩(wěn)定性

車轍試驗?zāi)茌^好地反映瀝青混合料的高溫性能，因此，按照規(guī)程《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20—2011）要求進行車轍試驗，結(jié)果如表10。

表10 車轍試驗結(jié)果 單位：次/mm

混合料中摻加20%RAP后，其高溫穩(wěn)定性能有所提高，說明再生混合料的抗車轍能力要優(yōu)于全新混合料。再生混合料可用于長大縱坡路段、紅綠燈路口等有抗車轍要求的路段，提高路面的抗車轍能力。

3 瀝青混合料回收料（RAP）的處理

3.1 回收階段

回收時要嚴格控制RAP 的變異性，對舊路面狀況、施工原始資料、養(yǎng)護記錄、維修修補記錄等要充分調(diào)查，分段進行銑刨，并記錄不同RAP 材料的信息。RAP 中避免混入雜物，進廠時要對RAP 進行檢驗，檢測其含水量、瀝青含量、回收瀝青的針入度等指標，差異大的RAP需分開存放。

3.2 預(yù)處理階段

使用前需對RAP 進行破碎、篩分等預(yù)處理，不同來源、不同規(guī)格的RAP 要按照回收階段的分類進行分開處理。預(yù)處理篩分時，應(yīng)根據(jù)所用的再生混合料選擇合適的篩孔，將RAP 篩分成至少2 檔備用，為降低RAP 的變異性，有條件的時候可以篩分3檔備用。破碎篩分好的RAP 應(yīng)分開存放，并設(shè)立明顯的材料分隔標識牌。預(yù)處理好的RAP 不可長期存放，應(yīng)“隨處理隨用”，避免結(jié)團、離析現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.3 使用階段

使用RAP 時，只有生產(chǎn)再生瀝青混合料時才可以將RAP 用鏟車投入冷料料斗中，避免RAP 長期存放引起聚團、成塊，造成料斗堵塞。每天生產(chǎn)結(jié)束后，需將料斗中存的RAP 清理干凈，防止天氣炎熱RAP 發(fā)黏造成下次生產(chǎn)計量不準確。生產(chǎn)時，RAP 的加熱溫度不宜低于110℃，也不宜高于130℃。溫度過低，造成混合料拌和不均勻，出現(xiàn)花白料；溫度過高，造成RAP中的瀝青再老化，因此，應(yīng)避免RAP 過熱和加熱不足的情況發(fā)生。

施工過程中對RAP 的質(zhì)量檢驗要著重檢測含水率、礦料級配、瀝青含量、回收瀝青針入度等關(guān)鍵指標。

4 結(jié)語

（1）在室內(nèi)進行熱再生混合料配合比設(shè)計時，所用RAP 要具有代表性。因此，RAP 取樣方法應(yīng)嚴格按照再生規(guī)范中附錄B的要求進行，使試驗數(shù)據(jù)能夠真正指導(dǎo)施工。

（2）熱拌再生瀝青混合料性能取決于RAP 的摻配比例，利用再生混合料之前，必須檢測RAP 中的回收瀝青的針入度、延度、軟化點等指標，根據(jù)RAP 中瀝青的老化程度，結(jié)合再生規(guī)范要求選擇合適的RAP 摻配比例。

（3）熱拌再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性隨著RAP 摻配而下降，實際工程中，雨季時間比較長、容易發(fā)生水損害的路段要謹慎選擇是否使用再生混合料和RAP摻配比例的多少，避免造成路面的水損害。

（4）熱拌再生瀝青混合料的抗車轍能力較好，實際工程中，長大縱坡路段、紅綠燈路口等抗車轍要求高的路段，可選擇再生混合料作為路面材料，提高路面的抗車轍能力。