摻加纖維的高比例再生混合料路用性能試驗研究

王昊

摘 要：提高廢舊瀝青混合料的再生摻加量，并能夠有效保證再生混合料的長期使用性能，即使混合料再生利用向高值化轉(zhuǎn)變，對推進(jìn)綠色公路建設(shè)具有重要影響。本文在對廢舊混合料性能評價的基礎(chǔ)上，開展高比例再生混合料（摻量為50%）的路用性能研究，并研究添加聚酯纖維纖維對高比例混合料高溫、低溫、水穩(wěn)定性的改善作用。結(jié)果表明：纖維的添加能夠顯著改善提升再生混合料的各項性能指標(biāo)，并且在2%～3%的摻加量可以獲得最佳的性能。

關(guān)鍵詞：道路工程；再生混合料；纖維；高比例；路用性能

0.引言

隨著諸多綠色公路建設(shè)項目和科技示范項目的實施，混合料再生利用相關(guān)的推廣應(yīng)用和課題研究成為諸多項目的亮點，不僅取得了較為顯著的研究成果，并且使路面材料再生利用研究得到了更加廣泛的關(guān)注。隨著越來愈多早期建設(shè)的瀝青路面進(jìn)入大中修養(yǎng)護(hù)周期，廢舊瀝青混合料的來源和數(shù)量在不斷在增加，然后從國內(nèi)目前已經(jīng)實施熱再生項目情況分析，再生混合料的摻加量一般不超過30%，且；路面投入使用后早期均存在不同程度的病害現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了熱再生技術(shù)的應(yīng)用。本文將研究摻加纖維的高比例再生混合料路用性能的改善，以期得到高摻量條件下性能優(yōu)良的再生混合料。

1.RAP及配合比

1.1RAP性能

本文采用的材料為湖北某國道大修路面面層銑刨料，采用離心抽提法提取混合料中的瀝青，并對回收瀝青進(jìn)行各項指標(biāo)的檢測，檢測結(jié)果如下。離心后的碎石進(jìn)行級配和壓碎值等指標(biāo)檢測。

1.2混合料配合比設(shè)計

根據(jù)舊瀝青混合料的篩分情況，本文選擇AC-16密集配瀝青混凝土級配，通過試配并調(diào)整新集料的添加比例，發(fā)現(xiàn)50%RAP摻量下混合料合成級配較為理想，為此，后續(xù)試驗均采用RAP為50%來進(jìn)行。

本次試驗使用的新瀝青為滿足規(guī)范要求的SBS I-D改性瀝青，摻加的是6mm的混凝土用短切聚酯纖維。參考相關(guān)文獻(xiàn)，RAP預(yù)熱溫度定在110-120℃，以混合料拌和溫度為160℃為目標(biāo)，經(jīng)過試拌確定新集料的預(yù)熱溫度為200℃。

選取4.1%、4.4%、4.7%三個油石比進(jìn)行馬歇爾試驗，最終得到不同聚酯纖維使用量的最佳瀝青用量。

在RAP摻量為50%的情況下，摻加聚酯纖維的瀝青混合料，經(jīng)馬歇爾試驗確定的最佳瀝青用量會有所提高，并且隨著摻量的增加，聚酯纖維表面親油性的特征會導(dǎo)致瀝青增大；與未摻加纖維的混合料相比，纖維的添加會提高混合料力學(xué)性能，且在相同的擊實功作用下，混合料易于壓實，即更容易得到較小空隙率的成型試件。

2.路用性能

2.1高溫穩(wěn)定性

按照試驗規(guī)程的要求，分別對不同聚酯纖維摻加量的再生混合料成型車轍試件，并在60℃的條件下進(jìn)行車轍試驗，得到不同纖維摻量再生混合料動穩(wěn)定度結(jié)果。

根據(jù)上述試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，RAP摻量為50%的情況下混合料的動穩(wěn)定度可以達(dá)到3205次/mm，混合料具有較好的高溫抗車轍的能力；摻加纖維的混合料動穩(wěn)定度有顯著的提升，說明纖維添加使混合料的高溫抗變形能力在增強；2%的纖維摻量時，動穩(wěn)定度可以達(dá)到3841次/mm，是本次試驗不同纖維摻量中的最高值，而后，隨著纖維的增加動穩(wěn)定度有所下降；此外，添加纖維時混合料的高溫穩(wěn)定性變異系數(shù)較低，能有較為顯著的提高混合料性能的均一性；纖維的添加，由于其具有較大的比表面積，與瀝青間有良好的吸附作用，結(jié)構(gòu)瀝青比重增加，使得混合料的性能提升。

2.2低溫彎曲試驗

按照試驗規(guī)程方法成型小梁試件，測定混合料低溫彎曲性能，以破壞應(yīng)變指標(biāo)來評價混合料的低溫抗裂性能，試驗結(jié)果如下。

根據(jù)試驗結(jié)果可知：50%RAP摻量的再生混合料破壞應(yīng)變?yōu)?756.35，達(dá)不到瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中的大于2000的要求；摻加聚酯纖維后顯著提高了再生混合料的低溫抗裂性能，并且隨著摻加量的提高，抗裂性能不斷提高；3%摻量時再生混合料低溫彎曲可以達(dá)到規(guī)范對普通混合料2600的要求，因此可以聚酯纖維的摻加有效的解決了再生混合料低溫抗裂不足的這一缺陷。

2.3水穩(wěn)定性試驗

采用浸水馬歇爾試驗評價再生混合料的水穩(wěn)定性，分別測測定再生混合料標(biāo)準(zhǔn)時間穩(wěn)定度強度和48h穩(wěn)定度，以強度比值即殘留穩(wěn)定度后來衡量混合料的水穩(wěn)定性，試驗結(jié)果見

由試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：在不摻假聚酯纖維的情況下，50%摻量的再生混合料殘留穩(wěn)定度僅僅為76.8%，剛剛達(dá)到規(guī)范對于普通混合料的最低75的要求，而摻加聚酯纖維后，混合料殘留穩(wěn)定度最低可以達(dá)到83.1%，并且在3%的摻加量下，再生混合料可以達(dá)到85%以上的殘留穩(wěn)定度，幾乎可以與改性瀝青混合料相媲美，聚酯纖維對再生混合料水穩(wěn)定性有很大的提升。

3.結(jié)論

本文以50%摻量下的再生混合料為對象進(jìn)行了相關(guān)試驗研究，分別摻加不同量的聚酯纖維得到不同品質(zhì)的再生瀝青混合料，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了高溫、低溫、水穩(wěn)定性等試驗分析，得到以下結(jié)論。

①50%RAP摻量的再生混合料具有較好的高溫穩(wěn)定性，但是低溫性能和水穩(wěn)定性較差，通過摻加聚酯纖維可以改善這兩項不足，使得再生混合料的低溫和水穩(wěn)定性性能有所提升，均可以滿足規(guī)范要求。

②試驗發(fā)現(xiàn)，隨著聚酯纖維的摻加量提高，再生混合料的各項指標(biāo)均會提高，并且在3%的摻加量出現(xiàn)最大值，此后，隨著摻量增加會出現(xiàn)性能減弱的趨勢。

③綜合考慮生產(chǎn)和易性、拌和均勻性和造價等因素，聚酯纖維的摻加以2%～3%為最佳，可以獲得各項指標(biāo)均優(yōu)良的混合料。

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