RAP精分細粉料Sup-25瀝青混合料配合比設(shè)計及驗證

【摘" " 要】：為了驗證瀝青混合料回收料（RAP）細粉料廠拌熱再生應(yīng)用效果，依托精細分離設(shè)備，利用物理碰撞方式將RAP精分為滿足工程需要的集料，用其中占比最大、瀝青含量最高的0～3 mm料替換一部分細料和填料，對Sup-25瀝青混合料配合比進行設(shè)計，通過車轍試驗、凍融劈裂試驗和浸水馬歇爾試驗檢驗高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性。對比分析精分細粉料對Sup-25瀝青混合料路用性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：添加0～3 mm細粉料可減少約1%新加油石比；高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性皆滿足規(guī)范要求且可使瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性提高約18.5%。

【關(guān)鍵詞】：道路工程；瀝青混合料回收料；精分細粉料；瀝青混合料

【中圖分類號】：U414 【文獻標志碼】：A 【文章編號】：1008-3197（2024）06-26-04

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2024.06.007

Design and Verification of the Mix Proportion of RAP Fine Powder

Sup-25 Asphalt Mixture

【Abstract】： In order to verify the application effect of RAP fine powder in plant mixed hot recycling， relying on fine separation equipment and using physical collision method， the RAP fine aggregate that meets the engineering needs was replaced with a part of the fine aggregate and filler， which accounts for the largest proportion and has the highest asphalt content. The mix proportion of Sup-25 asphalt mixture was tested， and its high-temperature stability and water stability were tested through rutting test， freeze-thaw splitting test， and immersion Marshall test. By comparing and analyzing the impact of finely divided materials on the road performance of Sup-25， it was found that adding 0～3 mm fine powder can reduce the new oilstone ratio by approximately 1%，the high temperature stability and water stability meet the specification requirements， and adding 0～3 mm fine powder can increase the high temperature stability of the asphalt mixture by approximately 18.5%.

【Key words】： road engineering；reclaimed asphalt pavement ；fine powder separation； asphalt mixture

我國公路以瀝青混合料作為主要的路面材料，早期修建的瀝青公路經(jīng)過長時間使用，進入改擴建或大修階段后產(chǎn)生大量的瀝青混合料回收料（reclaimed"asphalt pavement，以下簡稱RAP）[1]；大部分RAP沒有得到利用，不僅占用大量土地資源，還對周圍環(huán)境造成污染，RAP的再生利用成為交通行業(yè)研究的重點。目前常見的再生技術(shù)有廠拌熱再生、就地熱再生、廠拌冷再生、就地冷再生、全深式冷再生5種，其中廠拌熱再生技術(shù)被廣泛采用。肖慶一等[2]對比分析平衡設(shè)計法和馬歇爾設(shè)計法對廠拌熱再生混合料的影響，發(fā)現(xiàn)平衡設(shè)計法能夠降低RAP摻量增加帶給再生路面性能的負面影響，提高RAP在廠拌熱再生混合料中的摻量。王麗麗等[3]選動穩(wěn)定度、凍融劈裂強度比和最大彎拉應(yīng)變?yōu)轫憫?yīng)變量，對RAP大比例摻量廠拌熱再生技術(shù)工藝參數(shù)進行優(yōu)化，取得良好效果。唐偉等[4]通過圖像處理技術(shù)對瀝青混合料進行識別，發(fā)現(xiàn)采用泡沫新瀝青制備的再生混合料均勻性更佳。

本文依托于精細分離設(shè)備，通過物理分離方法獲得滿足工程需要的銑刨料（簡稱RAP精分料），用其中占比最大、瀝青含量最高的0～3 mm料（簡稱精分細粉料）替換一部分細料和填料，采用Superpave方法進行Sup-25瀝青混合料配合比設(shè)計，并從高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性驗證其路用性能，對比研究精分細分料對Sup-25路用性能的影響。

1 原材料

1.1 RAP

取自連云港市金泰公路工程有限公司所堆積的銑刨料。采用油石分離技術(shù)，通過物理碰撞作用將RAP分離為16～25 mm、10～16 mm、5～10 mm、3～5 mm、0～3 mm5檔精分料。其中0～3 mm檔集料占比高達40%且瀝青含量≥7%。采用三氯乙烯溶液，按照JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》檢測細粉料相關(guān)性質(zhì)；按照JTGT 5521—2019《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》檢測舊瀝青的25 ℃ 針入度、15 ℃ 延度、軟化點及60 ℃ 動力黏度。見表1-表3。

1.2 礦料

新集料采用遼寧葫蘆島石灰?guī)r。填料選用熱倉石屑，用溶液萃取法檢測出瀝青含量為0.5%。見表4和表5。

1.3 瀝青性質(zhì)

試驗所用瀝青為普通70#道路瀝青，按照JTGE

20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》檢測基本性能指標。見表6。

2 級配及最佳瀝青用量

2.1 合成級配設(shè)計

按照Superpave方法級配設(shè)計原則，結(jié)合抽提后0～3 mm細粉料篩分結(jié)果和新集料級配情況，最終確定滿足要求的未添加細粉料的級配1和添加細粉料的級配2。見表7和表8。

2.2 確定最佳油石比

采用旋轉(zhuǎn)壓實儀（SGC）對瀝青混合料進行旋轉(zhuǎn)壓實，根據(jù)相關(guān)研究[5]，空隙率為4%時所得到的油石比可作為Superpave方法設(shè)計的最佳油石比，測試出在最佳油石比下旋轉(zhuǎn)壓實試件的毛體積密度、空隙率、VMA等體積參數(shù)。見表9。

級配2相比于級配1新加油石比減少了1%，主要是由于0～3 mm細粉料含有舊瀝青，可減少混合料新瀝青的使用量；級配2相比于級配1初始壓實度和最終壓實度有所提高，主要是由于0～3 mm細粉料0.075 mm篩孔通過率高且舊瀝青起到潤滑作用，使得瀝青混合料更容易壓實。

3 路用性能驗證

Sup-25瀝青混合料常被用于瀝青路面的中、下面層，對水穩(wěn)定性要求和溫度穩(wěn)定性能較高[6]。為保證Sup-25的路用性能，需從高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性等方面進行驗證，按照JTGE 20—2011要求進行檢測。見表10。

級配1和級配2高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性皆滿足規(guī)范要求。浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂殘留強度比數(shù)據(jù)相差不大，說明0～3 mm細粉料添加對瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響不大；級配2的動穩(wěn)定次數(shù)比級配1提升18.5%，主要是由于RAP精分細分料含有舊瀝青，舊瀝青與基質(zhì)瀝青相比芳香分和飽和分減少，表現(xiàn)為瀝青軟化點變高、黏度變大[7]，瀝青混合料高溫穩(wěn)定性提高。

4 結(jié)論

1）添加0～3 mm細粉料的級配2相比于未添加0～3 mm細粉料的級配1可減少新瀝青的用量且更容易壓實，便于施工。

2）0～3 mm細粉料添加對于瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響不大且能提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1] 馬輝，茅荃，李寧.瀝青路面廠拌熱再生RAP料摻量影響因素分析[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2020，39（9）：97-104.

[2]肖慶一，宇錦濤，龔芳媛，等.廠拌熱再生混合料平衡設(shè)計法與馬歇爾設(shè)計法的對比研究[J].公路交通科技，2022，39（11）：26-35.

[3]王麗麗，卓上智，梁忠善，等.響應(yīng)面法優(yōu)化大比例廠拌熱再生混合料參數(shù)[J].科學技術(shù)與工程，2023，23（4）：1691-1697.

[4]唐偉，李寧，鄒曉勇，等.基于圖像處理技術(shù)的廠拌熱再生混合料均勻性研究[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2023，42（1）：60-65.

[5]紀偉，魏建軍，郭曉冬.Superpave方法與馬歇爾方法對瀝青混合料性能影響對比試驗研究[J].公路，2023，68（3）：353-357.

[6]劉大維，戴宗宏，陳洋，等.車輛多輪動載作用下柔性路面動應(yīng)力響應(yīng)[J].中國公路學報，2017，30（11）：36-44.

[7]馬濤，欒英成，何亮，等.乳化瀝青與泡沫瀝青冷再生技術(shù)發(fā)展綜述[J].交通運輸工程學報，2023，23（2）：1-23.